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高性能圖像傳感器參考設計的核心集成與協作

2020-11-30 14:16:25
色散光譜應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高靈敏度和高速測量。為了降低探測器的暗噪聲,進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備與傳感器接口。從傳感器采樣數據需要一個低噪聲、快速建立時間的放大器和一個低噪聲精密模數轉換器(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信號對精密采樣電子器件的磁耦合或導電耦合的干擾非常重要。
過去,使用分立電子設備來設計與這些復雜的高性能傳感器連接的系統一直是一項挑戰,需要仔細權衡尺寸、復雜性和性能。濱松光子公司(Hamamatsu  Photonics,Inc  .)和ADI公司認為這是一個機會,因此他們結合各自的專業知識,為濱松G920x  InGaAs線性圖像傳感器系列設計了一個參考設計,其中濱松提供傳感器和系統組件,ADI公司設計模擬前端(AFE)板。參考設計允許通過FMC連接器連接到FPGA載體卡進行模塊化評估。ADI公司的模塊?調節器用于為設計中最具挑戰性的布局部分提供緊湊和優化的布局。比如LTM8053Module  buck穩壓器將磁性元件集成到內部布局中,大大降低了電磁噪聲。通過提供緊湊優化的布局和減少器件數量,這些高集成度產品還可以實現更小的解決方案,而不會影響性能。
有三個關鍵的高集成度產品有助于實現這種緊湊和高性能的AFE設計:
?ADAQ7980是一款單芯片、高性能、16位、1 MSPS合成孔徑雷達模數轉換器數據采集系統模塊。ADAQ7980采用高精度合成孔徑雷達模數轉換器,集成了模數轉換器驅動器、參考緩沖器、LDO調節器、精密無源元件和去耦元件。
?ADN8835是一款集成3 A功率場效應管的精密TEC控制器。ADN8835無需外部分立功率場效應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?模塊降壓開關調節器。LTM8053將開關控制器、電源開關、電感和所有支持組件集成到一個緊湊的封裝中,以實現最佳的噪聲性能。
這些產品展示了ADI高集成度產品的關鍵特性,包括降低BOM復雜性和電路板空間,通過消除關鍵電路中的電路板級寄生效應優化性能,以及通過為器件提供更多信號鏈的集成性能規格來減少系統誤差和不確定性。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。

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