Причины шума модуля камеры и способы его устранения

Что такое шум мощности камеры

Есть общая проблема шума питания в камерах. Шум питания - это частотный шум на питании датчика, который мешает сбору пикселей датчика,вызывает горизонтальноеПоскольку пользователи постепенно повышают свои требования к качеству фотографии, шум питания камеры должен быть дополнительно подавлен.Эта статья опирается на опыт производителей датчиков камер в борьбе с шумом питания и обобщает его в документеДавайте начнём с анализа с тех аспектов, что такое шум от подачи электроэнергии, как создается шум от подачи электроэнергии,и как избежать введения шума питания на датчике, питание, уровень платы и уровни FPC.

Очевидный шум полосы можно увидеть в камере предварительного просмотра, как показано на рисунке ниже. но когда я проверил всплеск AVDD источника питания, он был чистым и не было найдено подозрительного шума.Испытав спектр камеры AVDD с помощью анализатора спектра, мы обнаружили, что от 10 кГц до 10 МГц, шум появляется каждые 300 кГц, как показано на рисунке ниже.заставляя AVDD смешиваться с некоторым шумом, который может мешать датчику камеры, что вызывает проблемы с шумом питания.

Шум питания

Чтобы умышленно удовлетворить дифференциальное импеданс 100 Ом из MIPI проводки, камера FPC спроектировала проводку, чтобы быть слишком тонкой,заставляя проводку легко сломаться и вызвать проблему черного экрана предварительного просмотра.

Когда я собирал проекты, я не обращал внимания на проблему теплораспределения камеры.датчик перегрелся во время предварительного просмотра камеры и вертикальные полосы появились в предварительном изображенииЭто было решено после добавления мер рассеивания тепла.

Полоски, вызванные перегревом

Шум H

Шум H камеры, как правило, вызван шумом питания камеры.На рисунке ниже, видимый шум горизонтальной полосы.

шум полосы

Датчик камеры читает пиксельную информацию строку за строкой в единицах строк. При чтении каждой строки сначала он читает значение состояния сброса (нулевое состояние), затем читает текущее значение сигнала,и затем выполняет дифференциальную обработкуДифференциальная обработка может эффективно устранить отклонение постоянного тока, связанное с другими источниками шума.Если VDD питания при сборе значения состояния перезагрузки отличается от VDD питания при сборе значения текущего сигнала, интерполяция ΔVDD между двумя VDD будет накладываться на дифференциальный сигнал. Дифференциальный сигнал между различными пикселями в одном и том же ряду изменяется,но наложенный шум ΔVDD остается неизменным в течение всего рядаЕсли ΔVDD приводит к высокому значению сигнала или к низкому значению сигнала резета, весь ряд становится ярче, чем в реальной ситуации; если шум ΔVDD приводит к низкому значению сигнала,или заставляет сигнал состояния перезагрузки быть высокимДатчик считывает значения пикселей массива ряд за рядом, и ΔVDD также меняется ряд за рядом.Для однородного изображенного объекта некоторые ряды будут ярче, а некоторые ряды темнееВ более темных условиях источник питания с большей вероятностью производит шум полосы, потому что значение сигнала будет очень низким в темном состоянии.в очень темной среде, шум полосы ±1, а значение пиксельного сигнала - 4. Поскольку колебания между рядами достигают ±25%, шум полосы будет очень очевидным.Предположим, что значение выхода пиксельного сигнала равняется 100, колебания между рядами составляют только ± 1%, а шум полосы минимален.

Но это не означает, что если источник питания имеет колебания шума, должен быть шум полосы. когда период сканирования ряда согласуется с периодом колебания шума источника питания.Не будет никакого шума.Когда период сканирования линии несовместим с периодом колебаний шума питания, в основном будет генерироваться шум полосы.

Осторожность при рассеивании тепла

В связи с быстрым развитием пикселей камер и все более богатыми функциями современных камер, расход энергии камер также становится все выше и выше.Короткий просмотр может значительно нагреть камеруЕсли температура модуля камеры слишком высока, это серьезно повлияет на качество и надежность изображения.Важно учитывать теплораспределение модуля камеры при проектировании конструктивного стекаДля датчика модуля камеры рабочий диапазон температуры обычных модулей CMOS составляет -30 ~ 70 °C,и температурный диапазон, который может обеспечить качество изображения 0 ~ 50 °C (обратите внимание, что это температура датчика, а не температуру окружающей среды). На рисунке ниже показана производительность модуля камеры при высоких температурах.серьезно влияет на качество изображения.