發布日期：2022-04-20 點擊率：52
數字成像電子產品變得更加便攜，并集成到高質量的解決方案中。高凝聚力-性能和小-相機應用中的尺寸通常受到為互補金屬氧化物半導體供電的低壓差 (LDO) 穩壓器的影響 （CMOS）相機中的圖像傳感器。圖 1 是智能手機中用于攝像頭的電路示例。
圖 1：智能手機中的攝像頭電路
CMOS(Complementary metal-Oxide-Semiconductor)，中文學名為互補金屬氧化物半導體，它本是計算機系統內一種重要的芯片，保存了系統引導最基本的資料。CMOS的制造技術和一般計算機芯片沒什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導體，使其在CMOS上共存著帶N（帶-電）和 P（帶+電）級的半導體，這兩個互補效應所產生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。
我們都聽說過“像素”這個詞，但這對消費者意味著什么？像素大小可以幫助確定 CMOS 圖像傳感器中每個離散光電探測器的大小。必須知道這些光電探測器的尺寸，因為這是捕捉光線以記錄完美圖像的原因。圖 2 說明了該過程。
圖 2：高質量圖像的制作
所以你只需要一個大的圖像傳感器來捕捉高質量的圖像，對吧？不完全的。這些 CMOS 圖像傳感器需要以特定方式供電，因為它們對噪聲很敏感。構成 CMOS 圖像傳感器的組件極易受到電源引起的瞬變的影響。嘈雜的電源會影響像素正確捕捉光線的能力，從而導致圖像質量不佳。圖 3 是為 CMOS 圖像傳感器供電的高級電源樹框圖示例。
圖 3：CMOS 圖像傳感器的高級電源樹框圖
LDO 穩壓器可濾除電源中不需要的噪聲。要為圖像傳感器供電，我們需要查看 LDO 的噪聲規格，以確保它符合終端設備的規格。讓我們以高性能 LDO LP5907為例。
LP5907 是一款能提供高達 250mA 輸出電流的低噪聲 LDO。此器件專門針對射頻和模擬電路而設計，可滿足其低噪聲、高 PSRR、低靜態電流以及低線路或負載瞬態響應系數等諸多要求。LP5907 采用創新的設計技術，無需噪聲旁路電容便可提供出色的噪聲性能，并且支持遠距離安置輸出電容
此器件可與 1μF 輸入和 1μF 輸出陶瓷電容搭配使用（無需獨立的噪聲旁路電容）。
其固定輸出電壓介于 1.2V 至 4.5V 之間（階躍為 25mV）
特性
輸入電壓范圍：2.2V 至 5.5V
輸出電壓范圍：1.2V 至 4.5V
與 1μF 陶瓷輸入和輸出電容搭配使用，性能穩定
無需噪聲旁路電容
支持輸出電容遠端布置
熱過載保護和短路保護
運行結溫范圍：-40°C 至 125°C
低輸出電壓噪聲：< 6.5μVRMS
電源抑制比 (PSRR)：1kHz 頻率時為 82dB
輸出電壓容差：±2%
極低 IQ（啟用）：12μA
低壓降：120mV（典型值）
圖 4 顯示了從 10Hz 到 10MHz 頻率掃描的電源抑制比 (PSRR)。PSRR 特性允許 LDO 阻止電源產生的噪聲。簡而言之，PSRR 越高，LDO 可以阻擋的電源噪聲就越多。
圖 4：LP5907 PSRR
但這只是在 LDO 的輸入端；輸出呢？這就是頻譜噪聲密度的用武之地。圖 5 顯示了在 10Hz 至 10MHz 之間掃描的輸出電壓噪聲。輸出電壓噪聲越低，傳輸到 CMOS 圖像傳感器的噪聲就越少。
圖 5：LP5907 頻譜噪聲密度
表 1 列出了 LP5907 的 PSRR 和輸出電壓噪聲規格。
表 1：LP5907 PSRR 和輸出電壓噪聲
LP5907 具有 82 的極高 PSRR 分貝在 1 千赫茲和 6.5 μV RMS在滿負載電流下。這些參數的組合表明，在為 CMOS 圖像傳感器供電時，此 LDO 可能是我們設計的重要組成部分。由于 LP5907 也非常緊湊，我們可以使用它而不用擔心電路板空間。表 2 列出了 LP5907 的封裝信息。
表 2：LP5907 封裝信息
在相機應用方面，使用 LDO 穩壓器可產生更易于訪問和改進的數字 成像解決方案。LDO 可以提供性能卓越的元件，同時還非常緊湊。圖6顯示了用50-mV的紋波失真的輸入信號的示例峰峰值在3-MHz的頻率被拒絕，并通過在輸出的LP5907過濾。
圖 6：輸入電壓紋波與 LP5907 穩壓輸出之間的比較
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