PCB布局CMOS传感器

这种成像传感器需要一些特定的布局规则

我年轻的时候,我得到了我的第一个手机,相机,我不能停止拍照。直到后来我了解了不同的技术,可以用来捕捉图像和视频。如果你在设计一个产品,将包括一个相机,然后你将需要决定CCD传感器和CMOS传感器为你的产品。新相机几乎完全使用CMOS传感器手持相机,甚至一些主要的制造商已经停止他们的CCD传感器生产线。CMOS传感器的传感器可能会选择各种各样的新产品。

CCD和CMOS传感器

mono和颜色传感器之间的选择为您的特定应用程序可能是显而易见的,但可能不会选择CCD和CMOS传感器。这两种类型的成像传感器有很大的不同,每个不同的应用程序的理想选择。

CCD成像传感器通常提供较低的光探测噪声和更高的灵敏度。当用于成像时,他们通常提供更高的分辨率。ccd使用一个特定的制造过程在一个较低的规模比cmos的设备,因此他们倾向于更高的成本。这些品质使CCD传感器的理想容量、高精度成像设备。

CMOS传感器的情况与此相反,可以使用相同的过程作为CMOS集成电路生产。这些设备,成本低,倾向于使用更少的力量,但他们更倾向于产生低分辨率的图像和噪声。然而,CMOS传感器的光学信号转换成一个电信号CCD传感器的情况下要快得多,因此CMOS传感器提供高帧速率。这使得cmos消费类电子产品应用的理想选择。注意,有一些讨论图像速度和质量产生了CMOS传感器ccd相比;这两种产品是不完美的替代品。

另一种类型的CMOS传感器后照明(BSI) CMOS传感器。通过切换的顺序光电二极管像素堆栈和铜导体,光电二极管在每个像素接收更多的光,让它在光线暗的条件下操作。这些传感器目前使用的最新一代又一代的智能手机。

CCD和CMOS传感器之间的差异源于兴奋的电荷载体在每个像素成像传感器读取的。ccd读取整个传感器(称为全球接触),和每个像素读取单独使用移位寄存器。每个像素的输出转换为一个数字号码和一个处理器的串行数据传输。CMOS传感器使用单独寻址揭露每个像素。一个放大器集成在每个像素,每一行是连接到一个小的ADC。这些小部件开关非常快,因此CMOS传感器往往与相同数量的操作速度比ccd像素。

CMOS传感器DLSR相机

PCB布局CMOS传感器

CMOS传感器和模块的集成特性减少了组件的数量你需要包括董事会。虽然这些传感器可以提供低噪声图像,噪声传感器本身具有较高的灵敏度。涟漪和电源电压的波动,EMI从其他组件,并从衬底噪声耦合都能导致一个CMOS传感器的输出噪声,导致颗粒状或嘈杂的图像。重要的脉动和瞬态负脉冲信号或过度也会降低图像质量。

这些设备在本质上是混合信号设备;他们需要一个模拟信号在每个像素生成转换为一个数字号码,然后串行数据传输到外部信号处理集成电路。适当的混合信号路由,你需要考虑地面返回流,怎么连接分裂飞机跳投或零欧姆抵制,和避免路由跟踪通过分裂能力的飞机。

一些CMOS传感器将使用LVDS差分信号标准,和基本的路由规则为特定信号与阻抗匹配时需要遵循标准路由转换信号的传感器。CMOS传感器通常需要至少两个电压源来驱动的数字和模拟电路芯片。模拟电路通常~ 3 V供电,根据制造商。数字电路可能需要一系列不同的电压,根据标准用于数字输出信号。

降噪的主要挑战是屏蔽。这些传感器通常表面安装或通孔安装。一些CMOS传感器是一个死,坐骑BGA计划,但是这些包通常包含少量的球相比,小袋的东西像一个FPGA。其他图像传感器与信号处理集成块为一个单一的芯片系统(SoC)。一个分层盘旋飞行包括至少四层通常是建议对这些传感器或出类拔萃。

这允许您传播地面层表层下面包含CMOS传感器,尽管你需要单独的模拟和数字部分在地平面的不同部分。注意,由于噪声敏感,你不应该分割地平面,以确保足够的屏蔽。确保地方其他高速/高频电路远离成像传感器。

根据CMOS传感器放置在一个电路板,你可能会考虑路由输入和输出连接在一个flex丝带。如果你这样做,那么你需要包括接地痕迹在flex丝带提供可靠的返回路径。这降低了回路电感的电路,整个电路降低EMI易感性。但是请注意,一些制造商将明确地建议您不要使用flex PCB CMOS传感器。

CMOS传感器连接到一个flex丝带

最后,任何在设计用于旁路电容/解耦应该低有效串联电阻(ESR)和有效串联电感(ESL)为了适应所需的帧速率和切换速度。信号处理集成电路通常在高速运行,和电容器需要高速功能设计。低ESR和ESL值确保电容器实际上提供了电容阻抗在一个广泛的频率。

电气与机械CMOS传感器布局

显然,PCB布局的CMOS传感器的一个重要组成部分是将这些组件集成到一个新产品,但是你需要平衡的电气布局和机械外壳产品。机械布局需要容纳额外的光学(眼镜、过滤器、和/或光纤耦合器)与PCB支持CMOS传感器和相关的组件。

根据产品的功能,光学可能需要移动以调整焦点。CMOS传感器和PCB一般需要保持静止,除非圈地折叠或其他复杂的几何形状。更紧凑的设备,如智能手机或智能家居产品,你不需要担心移动镜头或传感器本身由于使用阶段检测或对比检测自动对焦算法。在产品设计方面,这需要之间的密切合作机械和电气设计团队。

工作的设计和分析工具正确的PCB布局和设计软件可以帮助你设计你的下一个电路板包括CMOS传感器。快板PCB设计者和节奏的全部设计工具套件设计与布局和MCAD工具,你需要确保你的下一个产品可以产生高质量的图像。

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