LDO 可以使小型相机应用中生成质量更好的图像

数字成像电子产品变得更加便携，并集成到高质量的解决方案中。高凝聚力-性能和小-相机应用中的尺寸通常受到为互补金属氧化物半导体供电的低压差 (LDO) 稳压器的影响 （CMOS）相机中的图像传感器。图 1 是智能手机中用于摄像头的电路示例。 

图 1：智能手机中的摄像头电路

CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，中文学名为互补金属氧化物半导体，它本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带-电）和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。

我们都听说过“像素”这个词，但这对消费者意味着什么？像素大小可以帮助确定 CMOS 图像传感器中每个离散光电探测器的大小。必须知道这些光电探测器的尺寸，因为这是捕捉光线以记录完美图像的原因。图 2 说明了该过程。

图 2：高质量图像的制作

所以你只需要一个大的图像传感器来捕捉高质量的图像，对吧？不完全的。这些 CMOS 图像传感器需要以特定方式供电，因为它们对噪声很敏感。构成 CMOS 图像传感器的组件极易受到电源引起的瞬变的影响。嘈杂的电源会影响像素正确捕捉光线的能力，从而导致图像质量不佳。图 3 是为 CMOS 图像传感器供电的高级电源树框图示例。

图 3：CMOS 图像传感器的高级电源树框图

LDO 稳压器可滤除电源中不需要的噪声。要为图像传感器供电，我们需要查看 LDO 的噪声规格，以确保它符合终端设备的规格。让我们以高性能 LDO LP5907为例。

LP5907 是一款能提供高达 250mA 输出电流的低噪声 LDO。此器件专门针对射频和模拟电路而设计，可满足其低噪声、高 PSRR、低静态电流以及低线路或负载瞬态响应系数等诸多要求。LP5907 采用创新的设计技术，无需噪声旁路电容便可提供出色的噪声性能，并且支持远距离安置输出电容

此器件可与 1µF 输入和 1µF 输出陶瓷电容搭配使用（无需独立的噪声旁路电容）。

其固定输出电压介于 1.2V 至 4.5V 之间（阶跃为 25mV）

特性

输入电压范围：2.2V 至 5.5V

输出电压范围：1.2V 至 4.5V

与 1µF 陶瓷输入和输出电容搭配使用，性能稳定

无需噪声旁路电容

支持输出电容远端布置

热过载保护和短路保护

运行结温范围：-40°C 至 125°C

低输出电压噪声：< 6.5µVRMS

电源抑制比 (PSRR)：1kHz 频率时为 82dB

输出电压容差：±2%

极低 IQ（启用）：12µA

低压降：120mV（典型值）

图 4 显示了从 10Hz 到 10MHz 频率扫描的电源抑制比 (PSRR)。PSRR 特性允许 LDO 阻止电源产生的噪声。简而言之，PSRR 越高，LDO 可以阻挡的电源噪声就越多。

图 4：LP5907 PSRR

但这只是在 LDO 的输入端；输出呢？这就是频谱噪声密度的用武之地。图 5 显示了在 10Hz 至 10MHz 之间扫描的输出电压噪声。输出电压噪声越低，传输到 CMOS 图像传感器的噪声就越少。

图 5：LP5907 频谱噪声密度

表 1 列出了 LP5907 的 PSRR 和输出电压噪声规格。 

表 1：LP5907 PSRR 和输出电压噪声

LP5907 具有 82 的极高 PSRR 分贝在 1 千赫兹和 6.5 µV RMS在满负载电流下。这些参数的组合表明，在为 CMOS 图像传感器供电时，此 LDO 可能是我们设计的重要组成部分。由于 LP5907 也非常紧凑，我们可以使用它而不用担心电路板空间。表 2 列出了 LP5907 的封装信息。

表 2：LP5907 封装信息

在相机应用方面，使用 LDO 稳压器可产生更易于访问和改进的数字 成像解决方案。LDO 可以提供性能卓越的元件，同时还非常紧凑。图6显示了用50-mV的纹波失真的输入信号的示例峰峰值在3-MHz的频率被拒绝，并通过在输出的LP5907过滤。

图 6：输入电压纹波与 LP5907 稳压输出之间的比较