高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)要求具有更高功能的傳感器滿足不斷發(fā)展的汽車安全標準。圖像傳感器提供觀察和感應功能，并基于通用像素架構，可減少汽車成像應用中的客戶開發(fā)時間和工作量。
為當今的高性能圖像傳感器提供電源比以往更具挑戰(zhàn)性。增加的像素大小和更新率給負責攝像機模塊的工程師帶來了供電方案的新挑戰(zhàn)。設計圖像傳感器電源方案時要考慮三個關鍵因素。
PCB布板和電容選擇
圖像傳感器是高動態(tài)的器件，需要穩(wěn)壓器、輸出電容器和PCB布線/布局的優(yōu)化的系統(tǒng)方案。采用相同器件的類似設計可提供截然不同的結果。(見圖1)MARS參考設計展示了適當?shù)腜CB布板和器件的布局，以實現(xiàn)簡潔的供電系統(tǒng)。
圖1 – 不良的PCB布板和電容布局引起的Vdd上的電壓紋波
輸出電容的選擇必須考慮到低壓降穩(wěn)壓器(LDO)的穩(wěn)定性，在瞬態(tài)響應和啟動間隔/過沖時保持充電。
電源抑制比(PSRR)影響
PSRR描述了穩(wěn)壓系統(tǒng)的直流輸入電壓信號如何傳送到穩(wěn)壓輸出。這在圖像傳感器應用中特別重要，因為注入到系統(tǒng)中的任何噪聲使圖像質(zhì)量下降。我們可以看到在下面的圖2中，低于100kHz的系統(tǒng)的PSRR通過選擇適當?shù)腖DO控制。在100kHz以上，PSRR通過由選擇適當?shù)谋粍釉蚉CB布板/布局控制。在這個例子中您可看到如NCP163 (NCV8163) 的 LDO的PSRR有多高，對達10kHz的提供高于 85 dB的響應，達1MHz的高于 45 dB。
圖2 – PSRR系統(tǒng)響應和NCP163 LDO(高PSRR)的PSRR響應
下面的圖3對傳統(tǒng)的DC-DC轉換器和高PSRR的 LDO進行了對比。由于采用了增加能效的拓撲結構，DC-DC在輸出端具有固有的開關紋波。此紋波被轉移到圖像傳感器，使得圖像質(zhì)量下降。為了獲得高能效和維持一個高PSRR 的LDO的性能，產(chǎn)品也可用一種新的偏置軌架構，如NCP134(NCV8134)。這種偏置軌的配置能保持高PSRR性能，且提供了一個更高能效的方案。
圖3 – LDO和DC-DC轉換器的圖像質(zhì)量和紋波對比
系統(tǒng)噪聲
在LDO的輸出端有兩個主要的噪聲源。一個是耦合到LDO輸入的外部器件，這LDO是采用高PSRR的方案解決以上問題。第二個是由內(nèi)部LDO電路產(chǎn)生的噪聲。為了滿足這一需求，新一代的LDO產(chǎn)品提供超低噪聲性能和以外部電容器優(yōu)化頻譜密度的能力。NCP705(NCV8705)用于MARS參考設計以產(chǎn)生2.8 V電源供給圖像傳感器與協(xié)處理器的噪聲敏感的軌道。
圖4 -具有不同前饋電容值的輸出電壓噪聲譜密度
通過遵循幾個簡單的規(guī)則并利用MARS參考設計作為參考，設計一個簡潔的電源方案應該相當簡單。稍稍投入了解設計方法將使您的最終產(chǎn)品能夠實現(xiàn)最佳的圖像質(zhì)量。
下載文檔
