关于电源滤波的问题

Joen0_0

测量发现Cmos image sensor三路电源都存在一个脉冲，频率跟sensor的帧数一样，导致图像噪声较大
1 P- j  q. M; S) Q8 K
想问一下各位大神，这个脉冲的产生原理和滤除的方法，非常感谢


) {$ ?% O. P2 Q* [8 t2 x. ~: C
补充内容 (2018-8-30 14:50):
8 V; o- b" \; _8 R这个标题应该改成关于CMOS sensor电源噪声问题，方便搜索

Joen0_0

huo_xing 发表于 2018-7-28 10:28
. d9 m' a+ y' L) X( d) G$ {不知道你说的图片噪声大是什么概念。我们也做过ipc，但是图像没问题，也没有测试过电源纹波。
% W  N. d) R" J+ H7 A7 D% A既然是纹波 ...

1. 这3个电源是dcdc还是ldo。/ans/ 三路电都跟主板FPGA同电压，同用DCDC2 N% c9 t8 k% L! n# G: u. Q
" F7 G& x* p" u; d2.sensor电流一般不是很大，1.2v和1.8v可以考虑ldo，3.3v可用系统dcdc。 /ans/做过sensor板独立电池-LDO供电，这个脉冲还是在
6 B4 x* m; g& a' c3.看你这个脉冲是几百us，你用100uF电容是没效果的，可以考虑减小电容值，增加电容数量。/ans/ 减小电容值并在管脚滤波电容上，一会试一下
$ h8 g$ I3 O, R- P4.小电容的摆放位置很关键，尽量靠近sensor芯片。可以直接并在芯片的滤波电容上。/ans/我自己布的板子，基本完全参照规格书设置，BGA管脚-打孔-就近背贴指定电容
  |0 ^# _7 d- V: e5.在插座进来的电源端放个稍微大些的电容。/ans/原理图22uF-10uH-22uF就是端子进来的滤波，这个容值应该够了？
6.你目前所有电源都是从插座过来，这个设计可优化。1.2v、1.8v的ldo放到sersor板，降低大电流工作IR drop。/ans/同第二，并且测试主板上的1.2V,1.8V,3.3V是几乎没有这个脉冲的，所以猜测是sensor自身工作产生的

Jujianjun

Joen0_0 发表于 2018-7-30 09:49
版主说的养鸡场的梗没理解，哪位同学偷偷告诉我一下

- K8 K7 Y8 ?+ `! p5 c) O养鸡场是啥意思啊？

根据我碰到过的现象，有那么几个思路 ：
/ ~3 @8 N0 x$ h
! K# _9 ~& O2 H3 v  o5 |2 G1. 从波形看，不像是电源的开关纹波
! l3 n" f4 O3 _9 D3 ^$ [2. 检查一下给sensor的电源是否经过PMOS-MOSFET浪涌控制开关电路，如果是，检查一下PMOS的RDSON是否足够小，以及inrush control的RC是否太大，导致突发电流够不着。
# h3 g0 G* d! Y0 R3. 从DC-DC的输出的地方到sensor是否电源线太长太细， 这样L比较大， deltaV = L(di/dt），这个我在以前的产品也见过
/ i  F2 n* W# @' o) C& a+ q2 u4. 另外从DC-DC的输出的地方到sensor是否电源线太长太细， DCR的也会打， 这样电流突变的时候， 也会引起DC DROP
5. 最后就是检查DC-DC的输出给sensor的电源是否经过ferrite bead， 如果是，检查bead的DCR

. _7 Z# V; k) W
) ?2 M3 L2 f2 |谢谢
Jianjun

huo_xing

不知道你说的图片噪声大是什么概念。我们也做过ipc，但是图像没问题，也没有测试过电源纹波。
既然是纹波，可以关注下面几点：
1 s( }  E( j. g* W' |3 J" `1. 这3个电源是dcdc还是ldo。
5 s% {; d8 m1 X, N2.sensor电流一般不是很大，1.2v和1.8v可以考虑ldo，3.3v可用系统dcdc。
9 R0 D  r! B! H. D) V! b3.看你这个脉冲是几百us，你用100uF电容是没效果的，可以考虑减小电容值，增加电容数量。
4.小电容的摆放位置很关键，尽量靠近sensor芯片。可以直接并在芯片的滤波电容上。
4 _5 B: g5 w, R8 P% Q5.在插座进来的电源端放个稍微大些的电容。
' I5 _0 t3 G& d, }' m! C6.你目前所有电源都是从插座过来，这个设计可优化。1.2v、1.8v的ldo放到sersor板，降低大电流工作IR drop。

gaochengmcu

最好把你的电路图贴出来，否则只能靠猜了

Joen0_0

附件是sch图片格式，3.3V和2.8V和1.2V均由座子过来

ksecufo

没装软件看不了你的原理图，电源是否都加了LC滤波电路？看起来像被帧头信号干扰了。

Joen0_0

ksecufo 发表于 2018-7-27 15:47
没装软件看不了你的原理图，电源是否都加了LC滤波电路？看起来像被帧头信号干扰了。

sch我转成图片了，你可以看的，帧头信号被干扰是什么意思？
+ ]) J' j6 W# s" X# M

Joen0_0

大概率是这个脉冲导致我图像异常的，所以我下一步要做的应该是处理掉这些脉冲
  p% V, V# ~, x  u& ]目前做了的动作包括：
1.加大三路滤波电感和滤波电容（47uH+100uF），并无改善
2 }* O; c/ v* R+ @2.三路电源输入改成电池+LDO的方式进行供电，并无改善
( {1 S, B  h& W- t3.调低帧率，从图像上看，有所改善
4 |+ `  u4 T4 L" E5 ?7 l
# n1 }  z0 H' |& Z目前猜测是sensor的工作方式导致这个脉冲，每一帧出来的时候，sensor需要处理大量数据，电流加大导致脉冲

不知道有没有了解cmos image sensor的大神可以指点一下

Jujianjun

如果想验证是否电流的瞬态响应的问题，那么我就应该怀疑是否 1.2V 的PDN上面的R和L太大，由那么几个方法可以验证 ：
# ~) N, T8 `$ y& Y) V1 K$ Y- T
3 E3 z! P( c7 R, k! S+ O* k1. 示波器除了一个probe测量1.2V，再增加一个电流探头， 测量1.2V的电流，是否和电压突变一致
2. 从主板用另外一根粗的线，把1.2V单独飞线到子板上， 看看是否1.2V的电压突变有改善
3. 这两个实验可以排除PDN网络的 R*I（电流peak）和 Ldi/dt 形成电压的突然dip

stefan2018

嗯，有可能是同步开关噪声。

Joen0_0

Jujianjun 发表于 2018-7-28 15:41
如果想验证是否电流的瞬态响应的问题，那么我就应该怀疑是否 1.2V 的PDN上面的R和L太大，由那么几个方法可 ...

6 N& M  s, z) n# T好的，感谢，稍后测试贴结果上来

Joen0_0

stefan2018 发表于 2018-7-29 20:37
嗯，有可能是同步开关噪声。

# S2 P. k0 e8 s, Y) q恩， 有办法改善？

zhuyt05

你看OV等厂家的参考设计,图像传感器一般是LDO供电,不是DCDC,而且是超低噪声LDO,你可以试试

Joen0_0

zhuyt05 发表于 2018-7-30 09:41
3 ^  Y" N2 c  ?, \8 Z你看OV等厂家的参考设计,图像传感器一般是LDO供电,不是DCDC,而且是超低噪声LDO,你可以试试

8 B. i- x. l7 p是的，sony家的，甚至都不区分数字和模拟布置，推荐就是全数字对待
但是我已经手动改过LDO供电了，问题还是一样，sensor板上有脉冲，主板上没有，应该不是DCDC的问题

Joen0_0

版主说的养鸡场的梗没理解，哪位同学偷偷告诉我一下