高性能图像传感器参考设计的核心集成与协作

2020-11-30 14:16:25

色散光谱应用中的图像感测需要具有超低噪声和高比特率的线性阵列图像传感器来实现高灵敏度和高速测量。为了降低探测器的暗噪声，进一步提高测量灵敏度，需要一个热电冷却器(TEC)。为了满足这些要求，需要高性能的电子设备与传感器接口。从传感器采样数据需要一个低噪声、快速建立时间的放大器和一个低噪声精密模数转换器(ADC)。TEC需要精确的电流控制和电压限制，以便精确控制温度。电源管理电子设备必须能够提供TEC所需的高功率和采样电路所需的低噪声。最后，良好的PCB布局对于避免大功率电源的开关信号对精密采样电子器件的磁耦合或导电耦合的干扰非常重要。

过去，使用分立电子设备来设计与这些复杂的高性能传感器连接的系统一直是一项挑战，需要仔细权衡尺寸、复杂性和性能。滨松光子公司(Hamamatsu Photonics，Inc .)和ADI公司认为这是一个机会，因此他们结合各自的专业知识，为滨松G920x InGaAs线性图像传感器系列设计了一个参考设计，其中滨松提供传感器和系统组件，ADI公司设计模拟前端(AFE)板。参考设计允许通过FMC连接器连接到FPGA载体卡进行模块化评估。ADI公司的模块？调节器用于为设计中最具挑战性的布局部分提供紧凑和优化的布局。比如LTM8053Module buck稳压器将磁性元件集成到内部布局中，大大降低了电磁噪声。通过提供紧凑优化的布局和减少器件数量，这些高集成度产品还可以实现更小的解决方案，而不会影响性能。

有三个关键的高集成度产品有助于实现这种紧凑和高性能的AFE设计：

？ADAQ7980是一款单芯片、高性能、16位、1 MSPS合成孔径雷达模数转换器数据采集系统模块。ADAQ7980采用高精度合成孔径雷达模数转换器，集成了模数转换器驱动器、参考缓冲器、LDO调节器、精密无源元件和去耦元件。

？ADN8835是一款集成3 A功率场效应管的精密TEC控制器。ADN8835无需外部分立功率场效应管即可精确控制传感器的温度。

？LTM8053是超低噪声3.5 A静音切换器？模块降压开关调节器。LTM8053将开关控制器、电源开关、电感和所有支持组件集成到一个紧凑的封装中，以实现最佳的噪声性能。

这些产品展示了ADI高集成度产品的关键特性，包括降低BOM复杂性和电路板空间，通过消除关键电路中的电路板级寄生效应优化性能，以及通过为器件提供更多信号链的集成性能规格来减少系统误差和不确定性。完整的AFE解决方案还包括ADI公司的其他高性能器件，如ADR4550精密基准电压源和ADA4807高速精密放大器。AFE还可以将LTM8053和ADN8835的时钟与提供给传感器和ADAQ7980的采样时钟同步。