向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

亿像素相机的前世与今生

前不久,小米在北京宣布旗下Redmi品牌将联合三星发布全球首款量产6400万超清相机手机,还将带来全球首款1亿像素手机相机。手机相机技术进步的如此之快,十多年时间从一个可有可无的鸡肋功能发展成手机性能PK的关键功能,从华为P30 Pro 4000万像素,50倍变焦、索尼接连发布4800万手机相机CMOS模组,到三星6400万像素CMOS模组开始量产……世界迅速进入亿像素手机随身时代。

亿像素相机的前世

在手机相机还是个鸡肋的时代,亿像素相机还仅仅是高端科研项目的专享。例如波尔航天的高分辨率成像科学实验(HiRISE)照相机于2005年8月经由火星勘测轨道飞行器发射升空,并在2006年达到火星,是迄今送离地球轨道的最大、分辨率最高的相机。该相机在随后的十多年时间内依然发挥着关键作用,HiRise相机的图像让科学家们得以以极高的分辨率查看火星表面,研究火星地表形态,包括为好奇号寻找着陆地。uTGesmc

 uTGesmc

uTGesmc

1.jpguTGesmc

HiRISE能够以约8亿像素的分辨率捕捉近4 x 7英里的狭长区域内的火星表面图像,使科学家能以一种前所未有的视角了解火星的地质地形和气候过程,同时识别如咖啡桌一般小的物体和表面地貌。凭借超强成像能力,HiRISE拍摄的火星表面的图像分辨率为之前所用相机的五倍,达到20,000 × 40,000像素,需要1000台普通计算机的屏幕才能以全分辨率显示一张HiRISE图像。uTGesmc

uTGesmc

传奇亿像素相机背后的关键秘密

在HiRISE图像处理和存储器模块内,共有28个高性能14位ADI AD6645 模数转换器用于一个由14个电荷耦合器件(CCD)组成的阵列,这一阵列用来捕捉火星表面反射回来的入射光。这些CCD将检测到的光转换成电压,随后电压送至AD6645高速转换成数字数据。这一数据经由深空网络从航天器传回地球。在深空网络中,数据受到辐射校准,编排成由14个独立CCD图像条组成的马赛克图像,校正后即可表示航天器与火星的距离和定位,最终以几何学方法映射至行星坐标。最终产生的图像就是迄今从轨道发回的最详细的火星图像。uTGesmc

2.jpguTGesmc

AD6645支持高达105 MSPS(每秒百万采样)的采样频率并提供出色的噪声性能(第一奈奎斯特频带内信噪比为74.5 dB),满足了波尔航天严苛的性能和信噪比要求。此外,波尔航天的严格温度和振动测试表明AD6645非常适合于航天器发射时引起的极端环境条件。HiRISE照相机采用高性能、超高可靠性的ADI数据转换器作为核心部件,在过去的4个地球年中,HiRISE产生了17,000多张高分辨率火星表面图像——这是原先预计的HiRISE工作寿命的两倍时间。uTGesmc

AD6645是一款高速、高性能、14位单芯片模数转换器。芯片上集成了全部必需功能,包括采样保持器(T/H)和基准电压源,可提供完整的信号转换解决方案。该器件提供CMOS兼容型数字输出。它是宽带ADC系列继AD9042 (12位, 41 MSPS)、 AD6640 (12位, 65 MSPS, 中频采样)和AD6644(14位、40 MSPS/65 MSPS)之后的第四代产品。uTGesmc

AD6645是ADI公司SoftCell®收发器芯片组的一部分,专为多通道、多模式接收机而设计。它在第二奈奎斯特频带内保持100 dB的多音无杂散动态范围(SFDR),这一性能突破可减轻多模式数字接收机(软件无线电)的负担,使之不再受制于ADC。噪声性能非常出色,第一奈奎斯特频带内的信噪比典型值为74.5 dB。AD6645采用ADI公司的超快速互补双极性(XFCB)工艺制造,并使用创新的多通电路架构。uTGesmc

总结:

在当前手机等便携产品中广泛应用的高像素相机功能已经实现了低成本的模块化设计,即使中低阶的手机已经能提供超千万像素的照相功能。然而这种科研用超高性能相机的设计是一个超级复杂的系统设计工程,对所选择的ADC的性能特性要求特别严格,除了采样率、线性度、噪声性能都是极其苛刻。其电路系统设计也非常具有挑战性,例如本文的AD6645就必须使用上升时间小于45 ms的线性直流电源,为实现最佳性能,强烈建议在模拟电源层和数字电源层之间使用公共地。uTGesmc

本文为国际电子商情原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫,一键转发

  • 关注“国际电子商情” 微信公众号

您可能感兴趣的文章

  • 官宣:英飞凌收购赛普拉斯案完成审批!

    上个月,英飞凌和赛普拉斯均在官网发布公告表示,美国外国投资委员会(CFIUS)已完成对英飞凌收购赛普拉斯交易的审查,但交易仍须获得中国监管机构的批准。在昨(7)日,该收购案再次迎来重大进展...

  • 三星提前退出LCD市场,监视器面板恐面临洗牌

    近期受到新冠肺炎疫情影响,市场普遍悲观看待终端景气,传出三星显示器(SDC)已经通知客户将加速于今年底之前完全退出LCD市场,导致监视器面板市场恐面临洗牌...

  • 美国芯片业9大组织联合发信,强烈抗议对华出口3项措施!

    国际电子商情上周有报道,美国政府拟收紧对中国的高科技技术出口限制,并就三项措施达成共识,但尚未最终敲定。就在美国官员就此事展开更进一步讨论之际,美国半导体工业协会、国家外贸委员会、国际半导体产业协会(SEMI)在内的美国芯片制造业等9大团体已经联合致信商务部长Wilbur Ross,警告称新规的落定将重伤美国芯片业...

  • 以“疫”为鉴,国产化、产业转移是中国制造业的左右手

    都说2020年“开错了头”,一场来势汹汹的疫情首先扰乱了中国人的新春佳节。而快速判断形势的中国人民很快认清了现实,自觉居家隔离避免染疫。终于,中国基本“摆脱”了疫情,复工复产已经基本恢复到疫前水平。但属于中国制造业的“战争”,还远未结束...

  • 在5月初之前,美国270家苹果零售店继续停业!

    国际电子商情从外媒获悉,苹果公司表示,由于疫情加剧,其美国270家零售店原定于本月上旬恢复营业的计划已延期。在此之前,苹果CEO蒂姆·库克在3月14日宣布,鉴于新冠肺炎疫情,关闭中国区以外所有苹果零售店,时间持续至3月27日。其中,美国零售店的恢复营业的时间节点已被推迟到5月初。目前,仅中国区的苹果零售店在正常营业中...

  • 确认美国厂房2员工染疫!三星紧急关厂

    国际电子商情从外媒获悉,继周二确认首尔芯片厂员工感疫后,三星电子今日又发现美国工厂有两名员工感染了新型冠状病毒疫情...

相关推荐

可能感兴趣的话题