汽車制造商使用更多的攝像頭和傳感器來實(shí)現(xiàn)汽車安全要求,,與此同時(shí),,同軸電纜供電(PoC)為汽車設(shè)計(jì)師們提供了一個(gè)緊湊型解決方案來降低車身重量,。然而,,世上沒有十全十美的東西,,在通過同一電纜輸送電力和前后通道信號(hào)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)問題,。另外,用來為系統(tǒng)供電的車載蓄電池在冷啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生低至3V的寬電壓偏移,,而在鉗位負(fù)載突降或其他瞬態(tài)條件下電壓可高達(dá)42V,。為了確保諸如高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)等重要系統(tǒng)在任何汽車狀況下都可以正常運(yùn)行,一款設(shè)計(jì)良好的電源必不可少,。
圖1是一款A(yù)DAS系統(tǒng)的范例,,它配備了廣泛使用的平板顯示器(FPD)鏈路III數(shù)字視頻接口。解串器通過同軸電纜輸電與控制信號(hào),,而串行器通過同一根電纜發(fā)回視頻信號(hào),。系統(tǒng)有四個(gè)顯著的電源模塊:解串器電源、解串器側(cè)提供的攝像頭電源,、串行器電源和攝像頭圖像傳感器電源,。
圖1:百萬像素?cái)z像頭系統(tǒng)模塊框圖
百萬像素?cái)z像頭系統(tǒng)的最大挑戰(zhàn)在于同軸電纜的潛在壓降問題。為避免因壓降產(chǎn)生的信號(hào)完整性問題,,需在傳輸PoC前將解串器電壓至少增至9V,。一旦將電力輸送至串行器側(cè),就必須將電壓調(diào)回串行器和圖像傳感器所需工作電壓,。
我們把這些模塊圖分解開來看,。從串行器側(cè)開始,尺寸是一大主要考量因素(還有噪聲和電源抑制比[PSRR]),,我推薦使用LM53600-Q1降壓穩(wěn)壓器,,以及用于串行器電源和圖像傳感器電源的LP5912-Q1低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO),。LM53600-Q1具有3.55V - 36V的寬輸入電壓域、高達(dá)42V的瞬態(tài)電壓,、23?A靜態(tài)電流(IQ)和3mm × 3mm封裝尺寸,。另外推薦您使用LP5912-Q1,其在1 kHz頻率下的電源抑制比高達(dá)75dB,、輸出噪聲為12?VRMS,、靜態(tài)電流為30?A、封裝尺寸為2mm × 2mm,。由于電源紋波和噪聲會(huì)直接影響圖像質(zhì)量,,因此高電源抑制比和低輸出噪聲對(duì)攝像頭應(yīng)用至關(guān)重要。兩個(gè)裝置的運(yùn)行都只需很少的外部組件,,由此實(shí)現(xiàn)了總體解決方案尺寸的小型化,。
在解串器側(cè),解串器電源模塊與串行器電源模塊相似,。我同樣建議使用LM53600-Q1和LP5912-Q1來減少材料清單(BOM)成本,。在這種情況下,不一定要從尺寸著手來節(jié)約成本,,您可以使用其他解決方案,。然而,這些解決方案可能會(huì)要求使用更多外部組件,,這樣便增加了整體設(shè)計(jì)成本,。為避免使用額外的組件,您可以訪問TI.com.cn查看其他可能適合您設(shè)計(jì)的解決方案,。
最后,,攝像頭電源模塊通過同軸電纜將電力從解串器輸送至串行器。從這一模塊發(fā)出的電力必須增壓至9V并搭配信號(hào)路徑,。根據(jù)DS90UB91x數(shù)據(jù)表第8.5節(jié)的說明,,差分輸出電壓|VOD| (DOUT+ 和 DOUT-)僅在269mV和412mV之間。這意味著該模塊的輸出必須足夠清潔,,才能避免信噪比(SNR)惡化,。幸運(yùn)的是,PoC濾波器(用于確保串行器和解串器50?阻抗匹配)中包含了電感器,,它能夠幫助阻擋來自升壓轉(zhuǎn)換器的高頻紋波,。開關(guān)頻率越高,衰減越大,。針對(duì)本應(yīng)用,,我建議采用1.2MHz開關(guān)頻率的TPS61093-Q1進(jìn)行增壓調(diào)節(jié)。如圖2所示,,PoC濾波器中安裝了典型值約為100μH的電感器后,,輸出波紋衰減約-57dB,,或相當(dāng)于升壓轉(zhuǎn)換器發(fā)出的原波紋電壓的0.2%,。
V(波紋)
圖2:PoC電感器產(chǎn)生的波紋衰減
百萬像素?cái)z像頭已成為汽車行業(yè)不可或缺的傳感器之一,。隨著汽車使用越來越多以實(shí)現(xiàn)安全和舒適性能的傳感器,使用設(shè)計(jì)精良的系統(tǒng)進(jìn)行同軸電力傳輸能夠節(jié)約成本和空間,。
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DS90UB91xQ-Q1數(shù)據(jù)表,。