Знаете ли вы, как сделать компоновку печатной платы датчика CMOS?

Вы когда-нибудь задумывались о том, как можно делать такие потрясающие снимки на свой смартфон? Портативные камеры содержат датчики CMOS, которые являются неотъемлемой частью создания высококачественных изображений. Хотите узнать больше об этих датчиках и их печатной плате? В таком случае вы обратились по адресу! Пожалуйста, продолжайте читать, чтобы узнать все, что вам нужно знать о датчиках CMOS, и узнать рекомендации, которым необходимо следовать, чтобы обеспечить стабильную производительность.

Что такое датчики CMOS?

Датчик CMOS представляет собой комплементарное устройство на основе мета-оксида-полупроводника. Это датчик изображения, который идентифицирует и передает информацию, необходимую камере для создания изображения. Датчик обнаруживает свет, который проходит сквозь объекты или попадает на них, и улавливает их. Солнце преобразуется в сигналы, которые позже передают видение.

Двумя основными типами датчиков изображения являются CMOS и CCD. Эти датчики используются во многих отраслях, включая бытовую электронику, медицинское оборудование, тепловизионные устройства, используемые в охотничьей и военной промышленности, гидролокаторы и радары и т. д. 

В чем разница между датчиками CCD и CMOS?

Если мы говорим о смартфонах, цифровых камерах и других продуктах, предназначенных для индивидуального использования, скорее всего, датчики используют технологию CMOS. Причина, по которой производители выбирают именно их, — доступная цена и умеренное энергопотребление. И то, и другое важно для владельцев смартфонов, которые хотят получить максимально возможную продолжительность работы от батареи по доступной цене. Датчики CMOS также являются основным выбором везде, где вам все еще нужна фотография.

Сходство между технологиями CMOS и CCD заключается в том, что они предназначены для захвата света и последующего преобразования его в электрические сигналы. Особенность ПЗС-устройства в том, что каждая ячейка аналоговая. При обнаружении солнца небольшой заряд в каждом датчике удерживает его в чипе. Ближайший усилитель имеет задачу усиливать заряды в пикселях. Процесс продолжается до тех пор, пока все пиксельные строки не будут расширены по стоимости и производительности.

В отличие от этого, датчики CMOS имеют усилители для каждого отдельного пикселя. Это означает, что у них меньше места для захвата света. Это не проблема, потому что каждый фотодиод имеет перед собой микролинзы. Эти линзы имеют задачу фокусировать свет на диод. Это обеспечивает обнаружение просмотров; иначе вы можете его пропустить.

Вас интересуют преимущества КМОП-сенсоров?

Во-первых, им не нужно использовать столько компонентов, сколько в технологии ПЗС. Это делает их более доступными и доступными для использования в потребительских товарах. Эти датчики также могут быть быстрее, чем ПЗС, и потреблять меньше энергии, что увеличивает время работы вашего приложения. Наконец, вы также почувствуете повышенную устойчивость к разряду статического электричества.

Важность интегрированного характера датчиков CMOS

Важной характеристикой датчиков CMOS является то, что они имеют интегрированный характер. Благодаря этому вы можете включать в свою печатную плату меньше компонентов, чем обычно, что поможет вам сэкономить место и деньги.

Важно отметить, что эти датчики чувствительны к шуму. Это очень важно знать, потому что они способны делать фотографии с низким уровнем шума. Однако вы также можете столкнуться с зашумленными или зернистыми изображениями, если другие компоненты излучают электромагнитные помехи или если напряжение питания колеблется и пульсирует. Все это может вызвать шум, и вы также должны быть осторожны с переходными перегрузками и недогрузками.

Датчики CMOS имеют задачу обнаружения аналогового сигнала на уровне пикселей. Следующее, что они делают, — это преобразуют этот сигнал в цифровое число, а затем эта информация поступает в микросхему, отвечающую за обработку внешних сигналов. Это означает, что вам в первую очередь следует обеспечить адекватную маршрутизацию смешанных сообщений.

Вы столкнетесь с датчиками, использующими LVDS и другие стандарты сигнализации. Убедитесь, что маршрутизация соответствует заданному правилу. Еще один момент, на который стоит обратить внимание, это напряжение питания. Вероятно, вам понадобятся разные источники для аналоговых и цифровых схем чипа. Это потому, что они используют разнообразный диапазон напряжения. В то время как напряжение для цифровых схем может варьироваться, для аналоговых схем стандартное напряжение составляет -3 В, хотя некоторые производители выбирают другое напряжение.

КМОП-датчик — другие аспекты компоновки КМОП-датчика

Когда дело доходит до монтажа датчиков CMOS, вы обычно будете использовать сквозное или поверхностное крепление. В некоторых случаях эти датчики могут иметь форму кристалла, который можно установить в корпус BGA. Однако вы также можете интегрировать другие датчики с блоком обработки сигналов. Подход с одной SoC (система на кристалле) требует четырех или более уровней, которые следует учитывать при управлении стеком.

Вы должны использовать этот номер слоя, чтобы установить слой земли ниже слоя поверхности с датчиком CMOS. Заземляющая пластина должна иметь разные области для цифровых и аналоговых секций. Возможно, было бы нецелесообразно использовать разделение плоскости заземления, поскольку вы можете столкнуться с проблемами чувствительности к шуму. Вам также не нужны цепи с высокой частотой или высокой скоростью рядом с датчиком, поэтому подумайте о том, чтобы разместить их подальше от него.

Вы можете использовать гибкую ленту для маршрутизации выходных и входных соединений через нее.

Однако вы можете облегчить это только при правильном размещении датчика CMOS на вашей плате. Вам также необходимо будет рассмотреть возможность создания надежных обратных путей. Благодаря этому вы уменьшите уязвимость схемы к электромагнитным помехам, что может иметь жизненно важное значение для повышения надежности датчика и платы. Большинство производителей избегают использования гибких печатных плат с датчиком CMOS.

Если вы ищете компанию, которая может заняться проектированием и сборкой печатных плат с датчиком изображения, обращайтесь в WellPCB. Сложность проекта значения не имеет, ведь у него многолетний опыт и сотни успешных проектов в портфолио.

WellPCB может помочь вам на протяжении всего процесса. Квалифицированный персонал поможет принять правильное решение по дизайну вашей доски и возьмет на себя сборку. В кратчайшие сроки у вас на пороге будет высокопроизводительная печатная плата.

КМОП-датчик — баланс между математической компоновкой и механическим корпусом

Вполне естественно, что разводка печатной платы имеет определенную специфику. Например, очень важно обеспечить оптимальный баланс между механическим корпусом вашего приложения и электрической схемой. Вам потребуется механически разместить фильтры, линзы и другую оптику, а также интегрировать плату с датчиком изображения.

Некоторые камеры также могут иметь возможность перемещать оптику для установки желаемого фокуса. Однако печатные платы с датчиками необходимо удерживать в одном и том же положении, даже если это возможно. Есть способы их переместить, но они требуют сложной геометрии.

К счастью, в наши дни в смартфонах есть алгоритмы, позволяющие использовать автофокус. Вот почему вам не нужно беспокоиться о движущихся объективах. Но вам нужно будет работать как с электрическими, так и с механическими бригадами, чтобы убедиться, что все идеально подходит.

КМОП-датчик и руководство по размещению компонентов в высокоскоростных компоновках

Вы по-прежнему будете следовать обычным правилам проектирования топологии печатной платы. Это означает, что вы должны использовать подход DFM (дизайн для производства) и создать плату, которую можно собрать на реальной машине. Однако высокоскоростная компоновка потребует некоторых особых соображений относительно размещения компонентов.

Пути цепи должны иметь приоритет, потому что вы хотите, чтобы расстояние, которое должны пересечь сигналы, было минимальным. Выводы должны иметь максимально прямое соединение в критических цепях, что необходимо учитывать при следовании схеме схемы.

Вы также не хотите, чтобы следы сигналов проходили через разделенные плоскости. Это обеспечит надежный обратный путь, что необходимо для высокоскоростной компоновки. Кроме того, рассмотрите дополнительные варианты охлаждения, потому что вам не нужны проблемы с высокой температурой, если некоторые части становятся слишком горячими.

КМОП-датчик:как правильно проложить высокоскоростную схему печатной платы

Не стоит ожидать много сюрпризов с точки зрения маршрутизации трассировки. Однако требования к длине трассы могут различаться, и важно следовать рекомендуемым рекомендациям. Если вы используете правильное программное обеспечение или нанимаете эксперта, определение идеальной ширины трассы не должно быть проблемой.

Важно отметить, что самый прямой путь может быть не лучшим решением маршрутизации для вашего приложения. В первую очередь вы должны рассмотреть возможность обеспечения высокоскоростной маршрутизации трассировки, и лучший способ сделать это — рассмотреть полный путь прохождения сигнала.

Заключение

Датчики CMOS — это полезные компоненты, обеспечивающие получение изображений высочайшего качества, и они являются отличным выбором для смартфонов и других потребительских товаров.

Печатные платы, на которых учитываются эти датчики, имеют определенные характеристики, и об этом следует помнить во время проектирования и производственного процесса. Если вам нужна надежная печатная плата с высокопроизводительным датчиком изображения, вам следует обратиться к отраслевым экспертам. Потому что они могут обеспечить плату достаточной надежностью и долговечностью и убедиться, что все работает.