近年來，隨著人們對駕駛安全水平需求的不斷提高，高級駕駛輔助系統（ADAS）相關技術的不斷成熟，伴隨著ADAS市場高速發展，攝像頭的需求也更加旺盛。其應用場景也是非常多的，主要是以下幾個應用場景：

• 倒車后視攝像頭

• 360環視攝像頭

• 前向攝像頭

• 電子后視鏡或流媒體后視鏡

• 防疲勞駕駛DMS

• 行程記錄儀

數字攝像頭，主要有玻璃透鏡、CMOS傳感器、圖像信號處理器（ISP）、電源管理、串行器、微處理器器等功能單元構成，如下圖一所示。但是電池保護單元一般都是在解串單元那邊。同時因為數字攝像頭體積非常小，選型過程中盡量需要考慮小體積、高效率的器件。

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圖1-數字攝像頭功能框架圖

????????TI針對數字攝像頭，有一些完整參考設計，如TIDA-01003就是汽車用100兆攝像頭模組的參考設計。設計相關的原理圖、PCB文件和BOM都是在TI官網公開。也借這個參考介紹一下數字攝像頭模組主要功能。

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圖二 – TIDA-01003設計實物圖

汽車1MP攝像頭模組參考設計利用CMOS成像在FPD_LINK Ⅲ上提供多種未壓縮的視頻格式，支持8位和10位YUV42。FPD_LINK Ⅲ 串化器技術可以通過同軸電纜傳輸視頻數據，雙向控制信號和電源。輸入電壓范圍是4~36V。

??????????????? 下圖是此參考設計的系統框圖，利用加串器DS90UB913A-Q1、寬電壓輸入電壓降壓器LM53600-Q1、低輸入電壓降壓器TPS62261-Q1、LDO?LP5907-Q1?和ON的傳感器及圖像信號處理器（ISP）。

圖三 – TIDA-01003設計系統框圖

從系統功能框圖可以看出，在此應用上主要有以下幾大產品部分：

1. 寬輸入電壓的降壓器：把PoC傳過來DC電壓降為3.3V，供后級電源用，在現實使用，PoC上的電壓有很大差別，從7~24V都可以1)、商用車的24V電池電壓，設計中直接利用電池電壓給到PoC；2）、乘用車12V電池電壓系統；3)在解串單元那邊就對電池電壓進行穩壓，有升有降，如乘用車，有的利用升降壓穩在12V，有的也把電壓降到9V等。因為ISO7637測試要求，12V電壓輸入會要求耐壓36V，24V電壓輸入會要求耐壓60V。針對性介紹幾款TI的同步降壓穩壓器產品：

   • LM53600-Q1:
   • • 寬運行輸入電壓范圍：3.55V 至 36V（瞬態電壓最高達 42V）
     • 最大電流負載：650mA (LM53600-Q1)，1000mA (LM53601-Q1)
     • 提供擴展頻譜選項
     • 2.1MHz 固定開關頻率
     • 具有可濕性側面的 10 引腳 3mm x 3mm 小外形尺寸無引線 (SON)

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   • TPS560430-Q1(New):
     • 輸入電壓范圍：4V 至 36V
     • 最大電流負載：600mA
     • 2.1MHz 開關頻率
     • SOT-23-6 封裝2.90mm × 1.60mm
     • 集成同步整流，內置補償功能，便于使用
   • LMR36006-Q1(New):(這個是針對24V乘用車電壓，耐壓要求高達60V)
     • 輸入電壓范圍：4.2V 至 60V
     • 最大電流負載：LMR36006-Q1?(600mA)?LMR36015-Q1(1.5A)
     • 400KHz,2.1MHz 開關頻率可選
     • 擴頻調頻功能
     • 2.00mm x 3.00mm VQFN-HR(12)
     • HotRod? 封裝可以實現低EMI 和最少的開關節點振鈴

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   • TPS62172-Q1:(用于前端已經帶穩壓功能的電路)
     • 輸入電壓范圍：3V 至 17V
     • 最大電流負載：500mA
     • 開關頻率典型值高達2.25MHz
     • 2 × 2mm WSON-8 封裝???

2. 低輸入電壓的降壓器：(主要是供電壓給串化器和ISP)

   • TPS62261-Q1:
     • 輸入電壓范圍：2V 至 6V
     • 最大電流負載：600mA
     • 開關頻率典型值高達2.25MHz
     • 2x2mm SON/TSOT23
   • TPS62242-Q1:
     • 輸入電壓范圍：2V 至 6V
     • 最大電流負載：300mA
     • 開關頻率典型值高達2.25MHz
     • 2x2mm TSOT23-5?

3. 低噪聲的LDO：

   • LP5907-Q1:
     • 輸入電壓范圍：2.2V 至 5.5V
     • 輸出電流：250mA
     • 電源抑制比 (PSRR)：1kHz 頻率時為 82Db
     • 無需噪聲旁路電容
     • 1.00mm x 1.00mm X2SON封裝
   • TLV702-Q1:
     • 輸入電壓范圍：2V 至 5.5V
     • 輸出電流：300mA
     • 高電源抑制比(PSRR)：頻率1kHz 時為68Db
     • 1.50mm × 1.50mm WSON封裝

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   • TLV710-Q1:(雙路LDO可以同時替換LDO和低壓降壓穩壓器)
     • 輸入電壓范圍：2V 至 5.5V
     • 輸出電流：550mA（雙路合計最大值）
     • 高電源抑制比(PSRR)：頻率1kHz 時為70Db
     • 1.5mm × 1.5mm SON-6封裝??

4. 加串器

   • DS90UB913A-Q1:
     • 25MHz 至 100MHz 輸入像素時鐘支持?
     • 可編程數據有效載荷：
       1. 10 位有效載荷，高達 100MHz?
       2. 12 位有效載荷，高達 75MHz

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   • DS90UB933-Q1:(相比參考設計的DS90UB913A-Q1,更推薦更高的并行時鐘的DS90UB933-Q1)
     • 支持 37.5MHz 至 100MHz 輸入像素時鐘
     • 可編程數據有效載荷
       1. 10 位有效載荷，高達 100MHz
       2. 12 位有效載荷，高達 100MHz
     • 5.00mm × 5.00mm WQFN
     • 能夠驅動長達 15m 的同軸或屏蔽雙絞線 (STP) 電 纜
   • DS90UB953-Q1:(MIPI CSI)（對應參考設計TIDA-020000）
     • 4.16Gbps 級串行器支持高速傳感器包括全高清1080p 2MP 60fps 和 4MP 30fps 成像器
     • 符合 D-PHY v1.2 和 CSI-2 v1.3 標準的系統接口
       1. 多達 4 條數據通道，每通道速率為 832Mbps
       2. 支持多達四個虛擬通道?

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     • 小型 5mm × 5mm VQFN 封裝
     • 1.8V 單電源
     • 支持單端同軸或屏蔽雙絞線 (STP) 電纜?

在實際的產品設計中，還要需要ESD防護，電壓穩定性監控，來保證傳感器、圖像信號處理器和加串器的穩定工作，還會額外加上ESD保護器件在差分線和電壓監控在3.3V系統上。對此我們的推薦是TI如下器件：

1. ESD 管

   • TPD2E001:適用于高速數據接口的低電容、2 通道 +/-15kV ESD 保護陣列

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2. 電壓監測芯片

   • TPS3809-Q1: 具有低電平有效推挽復位功能的汽車小尺寸3 引腳電壓監控器
     • 2.90 mm × 1.60 mm SOT-23(3)封裝
     • 2.5 V, 3 V, 3.3 V, 5 V電壓監控
     • 200ms 上電延遲?

更多參考設計：

1. TIDA-020000：260 萬像素汽車攝像頭模塊參考設計采用 POL PMIC、FPD-LINK III、監測器

2. TIDA-020003：采用/不采用 MIPI CSI-2、PMIC、FPD-Link III 視頻接口技術的汽車類 200 萬像素攝像頭模塊參考設計

3. TIDA-050015：針對解決方案尺寸和低噪聲進行了優化的汽車 ADAS 攝像頭電源參考設計

更多資源煩請訪問TI官網獲取更多信息。

參考文獻：

1. TIDA-01002: 采用 YUV422 輸出、FPD-Link III 和同軸電纜供電技術的汽車類 100 萬像素攝像頭模塊參考設計

2. 低噪聲CMOS攝像頭供電參考

3. 不具有處理功能的攝像頭模塊