基于ATR4251放大器的汽車天線設(shè)計(jì)

近年來(lái)，拍照手機(jī)、電腦攝像頭 (PC-CAM)、監(jiān)控等領(lǐng)域飛速發(fā)展，需求量日漸增長(zhǎng)，CMOS圖像傳感器(CIS)作為這些應(yīng)用的核心元件，其市場(chǎng)需求也越來(lái)越大。CIS芯片集光電、模擬電路和數(shù)字電路于一體，其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試、封裝以及最終應(yīng)用與傳統(tǒng)IC相比，都有其特別的地方，因此行業(yè)門檻也相對(duì)較高。

　　北京思比科作為中國(guó)本土企業(yè)，是唯一基于自主專利技術(shù)開發(fā)成功高端CMOS圖像傳感器芯片并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的企業(yè)，近幾年開發(fā)成功了一系列高品質(zhì)圖像傳感器芯片。以下針對(duì)拍照手機(jī)，PC-CAM和監(jiān)控三個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，具體介紹思比科的系列產(chǎn)品。

　　1．拍照手機(jī)

　　拍照手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、拍照、回顯、錄像和回放的全部功能。從傳感器應(yīng)用的角度，拍照手機(jī)可以分為以下兩類：第一類是 YUV型，即傳感器輸出標(biāo)準(zhǔn)的YUV圖像數(shù)據(jù)，多媒體處理器接收后完成圖像的編解碼等后處理，傳感器和多媒體處理器相對(duì)獨(dú)立，SP80818(1/8 inch VGA)和SP82318(1/3.2 inch 2M)就是針對(duì)這種應(yīng)用設(shè)計(jì)的。第二類是Raw Data型，傳感器只輸出原始數(shù)據(jù)，所有的圖像處理和自動(dòng)控制都由多媒體處理器來(lái)主導(dǎo)完成，SP80708(1/7 inch VGA)和SP83308(1/3 inch 3.2M)符合這種應(yīng)用。以下分別介紹兩種方案。

　　1．1 YUV型

　　YUV型的方案是目前中低端拍照手機(jī)普遍采用的一種方案，主要集中在VGA，1.3M和2M的拍照手機(jī)，要求傳感器輸出標(biāo)準(zhǔn)的YUV數(shù)據(jù)。傳感器除了完成圖像采集的功能外，還要完成圖像處理和圖像轉(zhuǎn)換的功能。圖1是SP80818和SP82318的結(jié)構(gòu)框圖以及YUV手機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。其中傳感器核(Sensor Core)部分包含有感光陣列、曝光控制和讀出電路、可變?cè)鲆?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/放大器">放大器(PGA)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，主要完成圖像采集功能。傳感器核輸出的原始圖像數(shù)據(jù)送到圖像處理器(ISP)，ISP完成一系列圖像處理和圖像轉(zhuǎn)換功能，主要包含以下處理：灰度補(bǔ)償、數(shù)字增益和白平衡、鏡頭陰影修正、壞點(diǎn)檢測(cè)和修正、彩色插值、平滑處理和輪廓增強(qiáng)、GAMMA校正、色彩校正、亮度、飽和度和對(duì)比度調(diào)節(jié)、圖像尺寸變換、色彩空間轉(zhuǎn)換、圖像數(shù)據(jù)打包輸出。控制模塊完成自動(dòng)曝光控制，自動(dòng)白平衡，50Hz/60Hz閃爍檢測(cè)等功能，對(duì)傳感器核和ISP進(jìn)行控制，以及和多媒體處理器的通信(多媒體處理器通過(guò)串行總線接口訪問(wèn)傳感器內(nèi)部寄存器，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的控制。)

圖1： YUV傳感器SP0818和SP2318的結(jié)構(gòu)框圖及應(yīng)用。

　　雖然絕大多數(shù)主流的傳感器設(shè)計(jì)公司都是按照以上功能來(lái)設(shè)計(jì)自己的產(chǎn)品，但由于設(shè)計(jì)能力和所采用的工藝性能的不同，市面上產(chǎn)品的性價(jià)比仍然會(huì)存在較大的差距。

　　思比科在設(shè)計(jì)這些產(chǎn)品之前，已經(jīng)做了大量的基礎(chǔ)研究，從工藝，算法到電路原理都有了很多的突破，形成了以 SuperPix和SuperImage為核心的技術(shù)特點(diǎn)，相關(guān)專利已經(jīng)達(dá)到數(shù)十件以上，SuperPix技術(shù)具體體現(xiàn)在高性能的像素單元(Pixel) 設(shè)計(jì)，高精度、高速度和超低功耗的CDS電路，PGA電路和ADC電路設(shè)計(jì)；SuperImage技術(shù)則主要包含一系列效果優(yōu)良、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔的算法，如自動(dòng)白平衡，自動(dòng)曝光控制，彩色插值，平滑去噪，輪廓增強(qiáng)等。

　　YUV方案的優(yōu)點(diǎn)在于照相模塊的獨(dú)立性和靈活性。工程師很容易完成不同的傳感器和多媒體處理器之間的對(duì)接，而復(fù)雜繁瑣的圖像調(diào)試工作已經(jīng)由照相模塊的供應(yīng)商完成，工程師只需要將多媒體處理器中傳感器的配置參數(shù)更新就可以得到理想的圖像效果。

　　然而，隨著手機(jī)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)加劇，客戶對(duì)傳感器的性價(jià)比要求越來(lái)越高，這種方案的缺點(diǎn)也越來(lái)越明顯。由于傳感器工藝的特殊性決定了在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，不能使用超過(guò)4層的金屬連線資源，這將大大增加邏輯關(guān)系復(fù)雜的圖像處理電路的面積，從而增加傳感器的成本。而另一方面，為了降低成本，傳感器的感光單元尺寸越來(lái)越小，為了得到更好的圖像質(zhì)量，需要越來(lái)越復(fù)雜的算法對(duì)圖像進(jìn)行處理?；谝陨显?，ISP的功能已經(jīng)開始從傳感器轉(zhuǎn)移到多媒體處理器。對(duì)于規(guī)模龐大的多媒體處理器來(lái)說(shuō)，ISP的集成對(duì)其成本不會(huì)有明顯增加，而傳感器的成本則有大幅度下降。因此?Raw Data方案也越來(lái)越被關(guān)注。