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

! g9 \/ M! X) Z/ a6 i. i& J/ N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
+ i  n# H; O) O& K

9 r0 i" F8 X  Z8 e$ p9 J9 H( h
补充内容 (2018-8-30 14:50):
  n2 }. t0 [; A! s( [% M0 ^) @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
$ c% }" J8 _( n) D  D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。
& m+ K. W* s0 w3 P% L5 t! s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
9 w( H" h* c+ R: _$ J2.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
5 g  }2 n7 z  T& K1 r2 ?  t8 b4 Y3.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
+ E& L) `! f3 g. ?$ c' a8 s0 R4.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
! r1 `4 d( J1 Z+ g0 R4 A5.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？
) O+ R- S. @+ W  _/ `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
! V# F  i8 |! i( g% l) }& V) x

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

养鸡场是啥意思啊？

( y7 K: T! s  v- q  I根据我碰到过的现象，有那么几个思路 ：
! J5 m2 A* U$ ~. g1 r1 I# F& E
+ k, R) g' K1 C$ r8 q/ K" N0 x, P1. 从波形看，不像是电源的开关纹波
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。
" o/ T* y5 S! E( |% g$ d3. 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
4. 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
+ `% w" p6 |& V4 q5. 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
0 I( k! z& a$ G4 @0 v1 s

谢谢
: q* y" B- J1 N: E  CJianjun

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。
. Z8 |$ V3 ]( \既然是纹波，可以关注下面几点：
1. 这3个电源是dcdc还是ldo。
! i; o+ }+ i) K2.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。
3.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。
) l9 Y/ Y( N: o; V) N4.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。
5.在插座进来的电源端放个稍微大些的电容。
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。

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。

2 p9 J1 I+ \5 v% P. Ssch我转成图片了，你可以看的，帧头信号被干扰是什么意思？

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
3 }1 R* S+ `- R) G& V' \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
7 B1 X# y6 r) r2.三路电源输入改成电池+LDO的方式进行供电，并无改善
" Y2 S6 p2 @& {/ r3.调低帧率，从图像上看，有所改善

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

! l% j4 C- \: Y( [; @# H3 e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 ：
+ y% ?0 J% Q7 p1 \# w" y7 U
1. 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
+ E0 w4 O9 O2 o( B6 s4 E/ N2. 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

) X' O7 \; u: I' N; m

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 ...

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。

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
2 q- @/ W1 u3 a& \( f; y1 l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

/ _, G* t+ e2 O# X$ |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
6 L* D# x" q2 C. B/ G) ~0 J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