高性能圖像傳感器參考設(shè)計的核心集成與協(xié)作

2020-11-30 14:16:25

色散光譜應(yīng)用中的圖像感測需要具有超低噪聲和高比特率的線性陣列圖像傳感器來實現(xiàn)高靈敏度和高速測量。為了降低探測器的暗噪聲，進(jìn)一步提高測量靈敏度，需要一個熱電冷卻器(TEC)。為了滿足這些要求，需要高性能的電子設(shè)備與傳感器接口。從傳感器采樣數(shù)據(jù)需要一個低噪聲、快速建立時間的放大器和一個低噪聲精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。TEC需要精確的電流控制和電壓限制，以便精確控制溫度。電源管理電子設(shè)備必須能夠提供TEC所需的高功率和采樣電路所需的低噪聲。最后，良好的PCB布局對于避免大功率電源的開關(guān)信號對精密采樣電子器件的磁耦合或?qū)щ婑詈系母蓴_非常重要。

過去，使用分立電子設(shè)備來設(shè)計與這些復(fù)雜的高性能傳感器連接的系統(tǒng)一直是一項挑戰(zhàn)，需要仔細(xì)權(quán)衡尺寸、復(fù)雜性和性能。濱松光子公司(Hamamatsu Photonics，Inc .)和ADI公司認(rèn)為這是一個機(jī)會，因此他們結(jié)合各自的專業(yè)知識，為濱松G920x InGaAs線性圖像傳感器系列設(shè)計了一個參考設(shè)計，其中濱松提供傳感器和系統(tǒng)組件，ADI公司設(shè)計模擬前端(AFE)板。參考設(shè)計允許通過FMC連接器連接到FPGA載體卡進(jìn)行模塊化評估。ADI公司的模塊？調(diào)節(jié)器用于為設(shè)計中最具挑戰(zhàn)性的布局部分提供緊湊和優(yōu)化的布局。比如LTM8053Module buck穩(wěn)壓器將磁性元件集成到內(nèi)部布局中，大大降低了電磁噪聲。通過提供緊湊優(yōu)化的布局和減少器件數(shù)量，這些高集成度產(chǎn)品還可以實現(xiàn)更小的解決方案，而不會影響性能。

有三個關(guān)鍵的高集成度產(chǎn)品有助于實現(xiàn)這種緊湊和高性能的AFE設(shè)計：

？ADAQ7980是一款單芯片、高性能、16位、1 MSPS合成孔徑雷達(dá)模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊。ADAQ7980采用高精度合成孔徑雷達(dá)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換器驅(qū)動器、參考緩沖器、LDO調(diào)節(jié)器、精密無源元件和去耦元件。

？ADN8835是一款集成3 A功率場效應(yīng)管的精密TEC控制器。ADN8835無需外部分立功率場效應(yīng)管即可精確控制傳感器的溫度。

？LTM8053是超低噪聲3.5 A靜音切換器？模塊降壓開關(guān)調(diào)節(jié)器。LTM8053將開關(guān)控制器、電源開關(guān)、電感和所有支持組件集成到一個緊湊的封裝中，以實現(xiàn)最佳的噪聲性能。

這些產(chǎn)品展示了ADI高集成度產(chǎn)品的關(guān)鍵特性，包括降低BOM復(fù)雜性和電路板空間，通過消除關(guān)鍵電路中的電路板級寄生效應(yīng)優(yōu)化性能，以及通過為器件提供更多信號鏈的集成性能規(guī)格來減少系統(tǒng)誤差和不確定性。完整的AFE解決方案還包括ADI公司的其他高性能器件，如ADR4550精密基準(zhǔn)電壓源和ADA4807高速精密放大器。AFE還可以將LTM8053和ADN8835的時鐘與提供給傳感器和ADAQ7980的采樣時鐘同步。