LDO,可以使小型相机应用中生成质量更好的图像

数字成像电子产品变得更加便携，并集成到高质量的解决方案中。高凝聚力-性能和小-相机应用中的尺寸通常受到为互补金属氧化物半导体供电的低压差 (LDO) 稳压器的影响 （CMOS）相机中的图像传感器。图1是智能手机中用于摄像头的电路示例。

图1：智能手机中的摄像头电路

CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，中文学名为互补金属氧化物半导体，它本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带-电）和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。

我们都听说过“像素”这个词，但这对消费者意味着什么？像素大小可以帮助确定 CMOS 图像传感器中每个离散光电探测器的大小。必须知道这些光电探测器的尺寸，因为这是捕捉光线以记录完美图像的原因。图2说明了该过程。

图2：高质量图像的制作

所以你只需要一个大的图像传感器来捕捉高质量的图像，对吧？不完全的。这些 CMOS 图像传感器需要以特定方式供电，因为它们对噪声很敏感。构成 CMOS 图像传感器的组件极易受到电源引起的瞬变的影响。嘈杂的电源会影响像素正确捕捉光线的能力，从而导致图像质量不佳。图3是为 CMOS 图像传感器供电的高级电源树框图示例。

图3：CMOS 图像传感器的高级电源树框图

LDO 稳压器可滤除电源中不需要的噪声。要为图像传感器供电，我们需要查看 LDO 的噪声规格，以确保它符合终端设备的规格。让我们以高性能 LDO LP5907为例。

LP5907是一款能提供高达250mA 输出电流的低噪声 LDO。此器件专门针对射频和模拟电路而设计，可满足其低噪声、高 PSRR、低静态电流以及低线路或负载瞬态响应系数等诸多要求。LP5907采用创新的设计技术，无需噪声旁路电容便可提供出色的噪声性能，并且支持远距离安置输出电容

此器件可与1µF 输入和1µF 输出陶瓷电容搭配使用（无需独立的噪声旁路电容）。

其固定输出电压介于1.2V 至4.5V 之间（阶跃为25mV）

特性

输入电压范围：2.2V 至5.5V

输出电压范围：1.2V 至4.5V

与1µF 陶瓷输入和输出电容搭配使用，性能稳定

无需噪声旁路电容

支持输出电容远端布置

热过载保护和短路保护

运行结温范围：-40°C 至125°C

低输出电压噪声：

电源抑制比 (PSRR)：1kHz 频率时为82dB

输出电压容差：±2%

极低 IQ（启用）：12µA

低压降：120mV（典型值）

图4显示了从10Hz 到10MHz 频率扫描的电源抑制比 (PSRR)。PSRR 特性允许 LDO 阻止电源产生的噪声。简而言之，PSRR 越高，LDO 可以阻挡的电源噪声就越多。

图4：LP5907PSRR

但这只是在 LDO 的输入端；输出呢？这就是频谱噪声密度的用武之地。图5显示了在10Hz 至10MHz 之间扫描的输出电压噪声。输出电压噪声越低，传输到 CMOS 图像传感器的噪声就越少。

表1：LP5907PSRR 和输出电压噪声

LP5907具有82的极高 PSRR 分贝在1千赫兹和6.5µV RMS在满负载电流下。这些参数的组合表明，在为 CMOS 图像传感器供电时，此 LDO 可能是我们设计的重要组成部分。由于 LP5907也非常紧凑，我们可以使用它而不用担心电路板空间。表2列出了 LP5907的封装信息。

表2：LP5907封装信息

在相机应用方面，使用 LDO 稳压器可产生更易于访问和改进的数字 成像解决方案。LDO 可以提供性能卓越的元件，同时还非常紧凑。图6显示了用50-mV的纹波失真的输入信号的示例峰峰值在3-MHz的频率被拒绝，并通过在输出的LP5907过滤。

图6：输入电压纹波与 LP5907稳压输出之间的比较