串行器与摄像芯片应用更新于
2012-04-10 12:23:01 文章出处: Walter Chen Alex Shih
串行器摄像芯片
摘要：Maxim的串行器可以连接并控制摄像头IC。本文介绍如何将摄像头的RGB 或YUV输出转换成适合标准显示器的RGB数据。
引言
Maxim串行器可连接并控制摄像头IC，这类器件包括MAX9257 (带有半双工UART/I2C控制通道)、MAX9259和MAX9263 (两款均带有全双工同步控制通道)。MAX9263还支持宽带数字内容保护(HDCP)。本应用笔记介绍如何将摄像头的RGB 或YUV输出转换成标准显示器接受的RGB数据。
摄像头输出数据格式
摄像头芯片，例如OmniVision? OV10630，可通过串行器连接。OV10630的接口引脚包括：像素时钟、PCLK、行有效、HREF、帧同步、VSYNC和并行数据位D[9:0]。数据位在时钟的上升沿保持稳定。
YUV和原始RGB数据格式
CMOS摄像头传感器包括数百万光敏单元，每个单元可响应整个波长的光信号。利用滤光膜使特定传感器仅响应红光、绿光或蓝光信号。相邻的光敏单元通常以拜耳结构的滤色规律排列，绿色滤色片的数量是红色或蓝色滤色片数量的两倍。这种方式用于模拟人眼的感光特性。从左至右、从上至下读取传感器单元输出，原始的 RGB数据序列为蓝、绿...蓝、绿 (首行末尾)，绿、红...绿、红(第二行末尾)，依次类推，如图1所示。
图1. 原始RGB数据排列
通过相邻单元内插生成与传感器单元密度相同的RGB数据。另外，利用相邻单元的颜色，按照特定的规则可以恢复图像。构成每个像素RGB数据组的规则之一是：使用同一行的相邻单元，再加上下一行(或上一行)的绿色相邻单元。内插后的RGB数据序列为...、红(i-1)、绿(i-1)、蓝(i-1)、红 (i)、绿(i)、蓝(i)、红(i+1)、绿(i+1)、蓝(i+1)、...如图2所示。每个像素需要一组RGB数据，驱动彩色显示器并保持摄像头传感器的最高分辨率。内插RGB数据的亮度分辨率接近于传感器单元的分辨率，但色度分辨率较差。由于人眼对每个像素的灰度要比对像素的色彩分量更为敏感，所以感觉到的分辨率基本与传感器单元分辨率相同。
图2. RGB数据排列
然而，这种RGB数据的内插算法使得数据速率增至三倍。为了降低数据速率，尤其是需要图像传输的场合，可采用YUV彩色空间(将模拟彩色电视信号压缩到模拟黑白电视的频带)。在下式中，亮度以Y表示，蓝色和亮度之间的色差以U表示，红色和亮度之间的色差以V表示，
式中，典型的色彩加权为：WR = 0.299，WB = 0.114，WG = 1 - WR - WB = 0.587，归一化值为UMAX，VMAX = 0.615。
对于采用拜耳滤色镜的摄像头传感器，相邻像素的U或V数据大致相同，取决于行索引i和像素索引j (如果采用的规则为相邻颜色)。利用本指南，可根据下式利用RGB数据直接生成YUV数据。
偶数行索引i和偶数像素索引j。
偶数行索引i和偶数像素索引j。
对于奇数行索引i和偶数像素索引j。
对于奇数行索引i和偶数像素索引j。
偶数行索引i和偶数像素索引j。
偶数行索引i和偶数像素索引j。
对于奇数行索引i和偶数像素索引j。
对于奇数行索引i和偶数像素索引j。
偶数行索引i和偶数像素索引j。
. 偶数行索引i和偶数像素索引j。
对于奇数行索引i和偶数像素索引j。
对于奇数行索引i和偶数像素索引j。
为了降低数据速率，利用偶数像素索引的U数据和奇数像素索引的V数据，以及偶数和奇数像素索引的Y数据。压缩后的YUV数据按照图3所示排列发送，即：Y1、U0和V1为像素1的数据；Y2、U2和V1为像素2的数据等。
图3. YUV422数据排列
422表示Y:U:V的采样比，4:x:x标准为早期彩色NTSC标准，按照4:1:1色度再次采样，所以，图像的色彩分辨率仅为亮度分辨率的四分之一。目前，只有处理非压缩信号的高端设备才会采用4:4:4彩色再采样，亮度和彩色信息的分辨率完全相同。
串行器输入格式
Maxim串行器的并行接口设计用于24位RGB数据，特别是MAX9259，具有像素时钟位(PCLK)和29个数据位，用于24位RGB以及行同步、场同步和3个控制位。除并行数据接口外，需要把DRS和BWS引脚设置成高电平或低电平，分别选择数据速率和总线宽度。
Maxim串行器/解串器
MAX9257和MAX9258串行器/解串器(SerDes)具有18位并行输入/输出，适用于YUV数据传输；MAX9259/MAX9260芯片组具有28位并行输入/输出，适用于RGB 数据传输；MAX9263/MAX9264 SerDes具有28位并行输入/输出，增加了HDCP功能。此外，MAX9265和MAX9268 28位SerDes带有摄像链路，代替并行输入/输出接口。所有28位Maxim串行器和解串器具有相同的并/串数据映射，可互换使用。例如，MAX9259串行器可配合MAX9268解串器使用，传输RGB数据(借助于FPGA)。数据从CMOS摄像头通过串行链路发送至摄像链路接口的显示器。
串行器映射
为匹配MAX9268解串器摄像链路的输出接口，并行RGB数据应按照以下信号图映射。图4所示为MAX9268并行位与其摄像链路输出之间的映射，图5所示为相机链路的RGB数据映射。表1所示为MAX9259串行器的对应内容映射。
图4. MAX9268内部并行至输出映射
图5. 摄像链路内容映射
表1. MAX9259串行器RGB内容位映射
色彩转换：YUV至RGB
FPGA芯片可将压缩(降低数据速率)后的摄像头数据YUV转换成RGB数据，用于MAX9259串行器。采用8位定点运算时，色彩空间转换的公式如下，式2和式3中，Dn和En的n为偶数。
Cn = Yn - 16
Dn = Dn + 1 = Un - 128
En = En + 1 = Vn + 1 - 128
Rn = clip((298 × Cn + 409 × En + 128) >> 8)
Gn = clip((298 × Cn - 100 × Dn - 208 × En + 128) >> 8)
Bn = clip((298 × Cn × 516 × Dn + 128) >> 8)
式中，>> 8表示“向右移8位”，clip表示“只取最低8位”。
FPGA方案
输入缓冲
输入缓冲电路包括计数器、三个寄存器和组合逻辑，将单字节时钟输入转换成三字节时钟输出，输出时钟速率为输入的一半。组合逻辑仅用于分别使能Y、U和V字节的对应寄存器。
图6. 输入缓冲电路
时钟开关
FPGA输出像素时钟速率为摄像头像素时钟的一半，用于驱动串行器像素时钟输
入。但是，摄像头在初始化之前不会输出像素时钟。解决方案是在FPGA内部采用2:1时钟复用器(mux)和时钟信号检测器，mux由时钟信号检测器控制。上电时，mux的默认时钟来自摄像头的时钟振荡器，使SerDes芯片组提供启动摄像头的控制通道。时钟信号检测器对场同步信号脉冲进行计数，经过几个场同步脉冲后，mux切换到摄像头像素时钟速率的一半。采用高清摄像头传感器时，例如
OV10630，每个场同步周期包含100k以上的像素时钟。几个场同步周期足以使摄像头的锁相环(PLL)达到稳定。场同步计数比像素时钟计数的效率高得多，并可节省FPGA逻辑单元的资源。
中间缓冲
格式转换表达式中没有体现硬件电路的延迟。为了从YUV输入生成RGB数据，需要两到三次乘法运算和三到四次加法运算。尽管FPGA逻辑电路(门电路) 的延时只有几个纳秒，但载波传输、加法器、移位乘法器都会导致不同程度的延时，使整体延时增大。为了使延迟最小化，每个常数乘法器均由两个移位输入(代表常数的2个非零最高有效位MSB)的加法器近似。输入的YUV字节速率大约为100MHz 时，延迟会跨越相邻像素的定时边界，增大图像噪声。在每个乘法器之后通过中间寄存器来消除扩展延时。
以上提及的YUV至RGB彩色转换已用于Actel? ProASIC3 A3PN125Z FPGA，图7所示为实现这一FPGA的原理图。
Figure 7. FPGA implementation of the YUV-to-RGB converter. Figure 7. FPGA implementation of the YUV-to-RGB converter.
清晰图像(PDF, 172kB) 清晰图像(PDF, 180kB)
图7. YUV至RGB转换器的FPGA实现
应用电路
厂家提供的摄像头芯片可能位于PCB子板，图8所示为摄像头子板模块的功能框图。输入包括电源、PWR和晶振时钟(XCLK)。输出信号包含并行数据位(D0..D9)、I2C总线(SDA、SCL)、视频同步(HREF、VSYNC)和像素时钟(PCLK)。
图8. 摄像头模块功能框图
图9所示为应用电路的FPGA和串行器芯片的原理图。电路通过两对双绞线组成的串行电缆供电，一对用于传输串行信号，另一对用于供电。独立的LDO电源 IC 用于串行器和FPGA器件。摄像头模块采用旁路电容，自带LDO电源芯片，进一步降低潜在干扰。FPGA和串行器之间的数据链路采用阻尼电阻。
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图9a. 应用电路的FPGA部分
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图9b. 应用电路的串行器部分
MAX9259也能够直接连接至摄像头传感器，例如OV10630，以构建更小的摄像头。彩色空间转换FPGA可置于解串器之后。由于这种应用需要摄像链路输出，可直
接由MAX9268驱动，所以彩色转换FPGA置于摄像头传感器和串行器(MAX9259)之间。
视频采集示例
图10所示摄像头应用电路也是利用这些摄像头电路搭建的。
图10. 摄像头应用电路
结论
本应用笔记介绍Maxim的摄像头解串器IC与FPGA配合工作的典型方案。提供应用原理图和FPGA代码，用于现有的参考设计。即将给出本应用笔记的升级版：RAW RGB至24位RGB FPGA转换器。
1、讨论集成运放稳定性与闭环增益的关系，并简述相位补偿的方法。 由于运放电路是一个多极点高增益放大器，且一般都工作在闭环状态，所以在实际应用中有时会出现自激振荡，而使运放电路不能正常工作。 产生自激振荡的条件：A(j ω)F(j ω)=－1 其中幅值条件： A(j ω)F(j ω)=1 相位条件：()()0F 2n φωφωππ +=±± 只有同时满足幅值条件和相位条件，运放才会产生自激振荡，只满足其中条件之一，运放不会产生自激振荡。要使集成运放在闭环下能稳定地工作，就必须破坏产生自激振荡的两个条件或两个条件之一。所以运放电路闭环稳定工作的条件应为 ()()A .F 1ωω≥时，相移φπ<± 相移φπ=±时，()()A .F 1 ωω< 单极点集成运放最大相移为0 90-，所以单极点运放电路在任何反馈深度下都不会产生自激振荡。对于两个极点的集成运放，只有在频率f →∞时，相移才能达到0180-，而此时增益d A 0→，也不会满足自激振荡的振幅条件，所以也不会产生自激振荡，但由于集成运放中分布电容的影响，对于两个极点的运放电路也有可能产生自激振荡。对于三个极点的 运放电路，其最大相移为0 270-，其幅频特性和相频特性曲线如图1所示。 图1 三极点放大器频率特性
假设环路增益是与频率无关的常数，则环路增一为d A F ，取对数后为 d 120lg A 20lg F ?? - ? ?? 其中，d 20lg A 是开环增益频率特性曲线，120lg F ?? ??? 是反馈曲线。 当负反馈系数m F F =时，反馈曲线为M ，当环路增益为0dB 时，开环频率特性曲线与反馈曲线M 相交于m 点。在m 点，环路增益为1，满足自激振荡的幅度条件，m 点对应的频率为如为m f ，相应的相移为0 m 180φ<，不满足自激振荡的相位条件，既当反馈系数m F F =时，满足闭环稳定条件，所以运放电路工作是稳定的。 当增加负反馈深度时，反馈系数s F F =时，这时120lg F ?? ??? 将减小，反馈曲线M 变为曲线S ，曲线S 与开环频率特性曲线相交于s 点，设s 点对应的频率为s f ，如果当s f f =时， 相移0 180φ=，这时就同时满足了自激振荡的两个条件，运放电路在闭环时工作是不稳定的。 当在增加负反馈深度时，反馈系数n F F =时，这时120lg F ?? ??? 将会更小，反馈曲线S 变为N ，在反馈曲线N 上，总可以找到相移0 180φ=时的频率s f ，当s f f =时，这时既满足 自激振荡的幅度条件，又满足自激振荡的相位条件，所以当反馈系数n F F =时，运放电路闭环更不稳定。 由以上分析可知，集成运放反馈越深，既闭环增益越小，越容易产生自激振荡。 相位补偿的作用是用补偿网络来改变集成运放开环的频响特性，以增加负反馈放大器的相位余量。相位补偿的方法有滞后相位补偿、超前相位补偿。滞后相位补偿是通过相位补偿网络使放大器开环增益的附加相移进一步滞后。常用的滞后相位补偿的方法有：简单电容补偿、电阻电容串联补偿、密勒电容补偿等。它们的共同点是压低第一个转折频率，结果使反馈放大器的上限频率受影响，这是用牺牲带宽换取放大器闭环工作的稳定性。超前补偿则是在不压低第一转折频率的前提下，设法引入一个超前相移的零点频率，这样既扩大了 20dB/10oct -的范围，又有效地扩展了反馈放大器的上限频率，也就扩大了反馈放大区的 稳定工作范围。因为补偿后，第二个转折频率推迟出现，所以比未补偿时相位超前，故称为
集成电路原理及应用（第2版）谭博学苗汇静主编 课后习题答案 第二章 模拟集成电路的线性应用 对 A 2 :由"虚断”和"虚短”得 i 3=i 4， v 2_=v 2 - =u i2， 代入 U o1 得U 。哙呱…）， 2.11 求图3所示电路的增益A f ，并说明该电路完成什么功能 则 u i1 = U 01 R 1 R 2 R 2 R 1 ，即 u o-(1 K )u i1 ， 则 U 。1 -U i2 R 3 U i2 -U o R 4 R 3 因两个输入信号均从同相端输入, 所以输入阻抗比较高。该电路为高输入阻抗的差动放 2.9 试分析图1所示电路是什么电路，有何特点？图中设 解：第一级运放为同相放大器。对 A 1 :由"虚断”和"虚短”得 i 1 =i 2， v^=v 1. =u ， 1)U i2 - U o1
解：该电路由两个集成运放构成， A1为主放大器接成反相运算放大器， A2为辅助放大器, A2也接成反相放大器，利用 A2对A1构成正反馈，是整个电路向信号源索取的电流极少。 主放大器A 1 :由“虚断”和“虚短”得 R i U i I i u i 01 u 。 R 2 R i R 2 u i u i 辅助放大器A2的电压放大倍数: o2 u o2 2R 1 该电路为自举电路, U i U i U i R i I i I i - I R 2 R 2 U i U i u i2 u 。 R 2 目的是提高电路的输入电阻。 2R 得 U^2U i RR
当 R = R 1 时，R t 2.12 求图4所示电路输出电压与输入电压的表达式，并说明该电路完成什么 功能 i1 -u o1 ，即u o1 =-u i1 。A 1为倒相器 解：对A 1 :由
摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头()生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片()中加工处理，再通过接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注：图像传感器()是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注：数字信号处理芯片( )功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过等接口传到等设备。 结构框架: . ( )(镜像信号处理器) . (图像解码器) . (设备控制器) 摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。摄像头镜头：五玻镜头是主流 这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有～的光损失，而塑料镜片的光损失高达～。有些镜头还采用了多层光学镀膜技术，有效减少了光的折射并过滤杂波，提高了通光率，从而获得更清晰影像。
然而，现在很多小厂，为了节约成本、追求高利润，往往减少镜片的数量，或者使用廉价的塑料镜头。虽然这些产品在价格上便宜不少，看上去很有吸引力，但实际的成像效果却实在是令人无法恭维。现在市面上大多数摄像头采用的都是五玻镜头，但是不乏少数商家将塑料镜头说成五玻镜头的。因此消费者在选购一些杂牌摄像头时，一定要详细试用一下，谨防上当受骗。 另外，镜头还有一个重要的参数那就是光圈，通过调整光圈可以控制通过镜头到达传感器的光线的多少，除了控制通光量，光圈还具有控制景深的功能，即光圈越大，则景深越小 摄像头感光器件：一定比好吗？ 在选择摄像头时，镜头是很重要的。按感光器件类别来分，现在市场上摄像头使用的镜头大多为和两种，其中（，电荷耦合组件）因为价格较高更多是应用在摄像、图象扫描方面的高端技术组件，（－，附加金属氧化物半导体组件）则大多应用在一些低端视频产品中。
一、摄像头简介 摄像头（CAMERA）又称为电脑相机、电脑眼等，它作为一种视频输入设备，在过去被广泛的运用于视频会议、远程医疗及实时监控等方面。近年以来，随着互联网技术的发展，网络速度的不断提高，再加上感光成像器件技术的成熟并大量用于摄像头的制造上，这使得它的价格降到普通人可以承受的水平。普通的人也可以彼此通过摄像头在网络进行有影像、有声音的交谈和沟通，另外，人们还可以将其用于当前各种流行的数码影像、影音处理。 二、摄像头的分类 摄像头分为数字摄像头和模拟摄像头两大类。模拟摄像头可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存在计算机里。模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。现在电脑市场上的摄像头基本以数字摄像头为主，而数字摄像头中又以使用新型数据传输接口的USB 数字摄像头为主，目前市场上可见的大部分都是这种产品。除此之外还有一种与视频采集卡配合使用的产品，但目前还不是主流。 由于个人电脑的迅速普及，模拟摄像头的整体成本较高等原因，USB接口的传输速度远远高于串口、并口的速度，因此现在市场热点主要是USB接口的数字摄像头。以下主要是指USB接口的数字摄像头。 三、摄像头的工作原理 摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器（SENSOR）是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP（image signal processor）（镜像信号处理器） 2. JPEG encoder（JPEG图像解码器） 3. USB device controller（USB设备控制器）
手机拍照内存大学问：摄像头参数解读 随着智能手机的普及和不断升级，用户对于手机拍照画质也就越来越高，好的拍照画质就离不开出色的手机摄像头配置，而目前市面上手机摄像头的规格众多，参数各不相同，怎么去看这些名词和参数来挑选好的拍照手机呢？下面让我们一起来简单学习一下。 2000年11月，夏普联合日本当时第三大移动运营商J-photo推出了全球第一款拍照手机，像素仅有11万。时至今日，手机拍照已经成为手机必不可少的一个功能，手机摄像头历经多年发展，也已经不可同日而语。 随着智能手机的普及和不断升级，用户对于手机拍照画质也就越来越高，好的拍照画质就离不开出色的手机摄像头配置，而目前市面上手机摄像头的规格众多，参数各不相同，怎么去看这些名词和参数来挑选好的拍照手机呢？下面让我们一起来简单学习一下。 手机摄像头的结构和工作原理 拍摄景物通过镜头，将生成的光学图像投射到传感器上，然后光学图像被转换成电信号，电信号再经过模数转换变为数字信号，数字信号经过DSP加工处理，再被送到手机处理器中进行
处理，最终转换成手机屏幕上能够看到的图像。 手机摄像头的简单结构 手机摄像头的工作流程 由于手机摄像头的工作原理基本都相同，对于我们选择好的手机摄像头并不产生影响，我们只需要简单了解即可。 影响手机摄像头拍照画质的几个因素 1、传感器的类型 传感器是决定手机摄像头成像品质最为重要的一部份，也经常被手机厂商作为宣传的重点，厂商也习惯采用传感器的分类来对手机摄像头的类型进行分类。 常见的摄像头传感器类型主要有两种，一种是CCD传感器，一种是CMOS传感器。 CCD的优势在于成像质量好，但是制造工艺复杂，成本居高不下，特别是大型CCD价格非常高昂，且耗电高，并不适合在移动设备上使用。在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，
摄像头的工作原理说明加电路图 随着中国网络事业的发展（直接的说，电脑的外部环境的变化→宽带网络的普及），大家对电脑摄像头的需求也就慢慢的加强。比如用他来处理一些网络可视电话、视频监控、数码摄影和影音处理等。话说回来，由于其的相对价格比较低廉（数码摄象机、数码照相机），技术含量不是太高，所以生产的厂家也就多了起来，中国市场就是如此，产品的质量和指标也就有比较大的差距。 一、首先来看看感光材料 一般市场上的感光材料可以分为：（电荷耦合）和（金属氧化物）两种。前一种的优点是成像像素高，清晰度高，色彩还原系数高，经常应用在高档次数码摄像机、数码照相机中，缺点是价格比较昂贵，耗功较大。后者缺点正好和前者互普，价格相对低廉，耗功也较小，但是，在成像方面要差一些。如果你是需要效果好点的话，那么你就选购元件的，但是你需要的￥就多一点了！ 二、像素也是一个关键指标 现在市面上主流产品像素一般在万左右，早些时候也出了一些万左右像素的产品，由于技术含量相对较低效果不是很好，不久就退出历史舞台了。这个时候也许有人会问，那是不是像素越高越好呢？从一般角度说是的。但是从另一个方面来看也就不是那么了，对于同一个画面来说，像素高的产品他的解析图象能力就更高，呵呵，那么你所需要的存储器的容量就要很大了。不然……我还是建议如果你选购的时候还是选购市面上比较主流的产品。毕竟将来如果出问题了保修也比较好。 三、分辨率是大家谈的比较多的问题 我想我没有必要到这里说分辨率这个东东了，大家最熟悉的应该就是： ：你的显示器什么什么品牌的。分辨率可以上到多高，刷新率呢？ ：呵呵，还好了，我用在* ，设计的时候就用在*。玩游戏一般就*了。 但是摄像头的分辨率可不完全等同于显示器，切切的说，摄像头分辨率就是摄像头解析图象的能力。现在市面上较多的的一般在*，有是也会在*。但是如果是的一般还要高些。 四、是摄像头，当然也要比较摄像的效果 摄像头的视频捕获能力是用户最关心的了，目前电脑摄像头所能够捕捉都是通过软件来实现的，因此对电脑要求比较高，一般情况下*他的速度可以到达帧，但当分辨率在*的状态下，速度稍微一快点。因而，自己在选购是，可以按照自己的作用选择一个合适自己的。 五、镜头是一个大问题 估计这么东东很多用户在购买的时候会忽视掉，但这却是摄像头对光线的最重要部位。光圈的大小、镜头可调焦的范围等等。一般按照材料分主要有中，有玻璃镜片；塑胶镜片和化合物的，这里最好的要算是玻璃的，他的通光系数大，一般好的镜头他的通光口径也会做的较大，在光线不是很好的时候也可以得到交好的效果，但是价格要高点（一分钱一分货）。塑胶的通光要差点，但是价格便宜，就这点也得到了一些中低端用户的认可。化合物的市面上不是很多，这里就不做详细介绍了。 六、其他数据
手机摄像头参数 1.结构、原理 2.像素， 像素是构成数码影像的基本单位，通常以像素的每英寸的PPI（pixels per inch）为单位来表示影像分辨率的大小。 从硬件方面来讲，如果传感器面积不变，而单纯提高像素，高像素密度的传感器相对对于低像素密度的传感器在拍照时更容易产生大量噪点 像素≠成像质量； 像素密度大→噪点多→影响清晰度 改善方法：增大单个感光像素面积→减小像素密度 3．传感器， CCD（成像好，价格高，功耗大，不适合手机） CMOS（大部分手机摄像头）分为：普通式、背照式、堆栈式。 普通与背照式区别 背照式对换了感光层与基质的位置，使感光层直接与透光面接触，减少了中间环
节光线的损失，并且在透光面上每个对应的像素表面都改为透镜的形式，更集中地汇聚了外界的光线到对应的像素点上，减少了像素之间多余的光线干扰(也简称增加了开口率)。在弱光环境下，提高约30%—50%的感光能力，能够在弱光下拍摄更高的质量的照片。（如下图） 搭载背照式摄像头的手机有 iPhone 4/4S、小米2S、魅族MX2、索尼LT26i等（如下图）
背照式与堆栈式区别 堆栈式实际是背照式的改良,原来传感器里的信号处理电路放到了原来的基板上（如下图） 优点； 1、在较小的芯片尺寸上行成大量的像素点，体积做到更小； 2、加入了RGBW的编码技术，就是是由原来的 R(红)，G(绿)，B(蓝) 三原色像素点中再加入W(白)像素点来提升画质， 3、堆栈式传感器更加支持硬件HDR功能，能够精确地单独控制每一 行像素的曝光时间，从而在传感器层面上就实现原生的高动态范 围渲染，有别于之前的软件HDR技术，照片生成的速度更快，而 且可以实现HDR录像。 使用堆栈式首款OPPO Find 5（如下图） 4、镜头参数 4.1焦距， 焦距是指从镜头的透镜中心到成像面（也就是感光元件）的距离（如下图）。
家电检修技术<资料版>2007第7期总页(?? 初 学者天地 压从0V 逐渐升高,刚开始可看到两个万用表的数 值都上升,当电压增高到某一值时,可以看到表1的电压值在增大,而表2的电流值却在减小,当电压继续增大到另一个值时,这时又可以看到两个表的电压、电流值都开始增大。如果测试过程与上述的一样,说明该管是好的。如果不一样或变化很不明显,表明该管是坏的。 (完 TD 表1 5V 表2 10mA 20k 图11(b 判断隧道二极管测试电路 功率放大集成电路原理及应用 !丁朋 要点提示: ▲功率放大集成电路的功能是对音频信号进行功率放大,其最大特点是具有较大的输出功率,能够推动扬声器等负载。
▲功率放大集成电路的主要参数有:电源电压、静态电流、输出功率、电压增益、频响范围和谐波失真等。▲O TL 电路的优点是可以使用单电源,缺点是由于输出电容的存在,低频响应较差。 一、功能与参数 1.功能与特点 功率放大集成电路的功能是对音频信号进行功率放大。其最大特点是:具有较大的输出功率,能够推动扬声器等负载。 功率放大集成电路品种规格众多。按声道数可分为单声道音频功放和双声道音频功放;按电路形式可分为O TL 功率放大器、O CL 功率放大器和BTL 功率放大器等。其输出功率从数十毫瓦到数百瓦,具有很多规格,并具有多种封装形式。许多功率放大集成电路自带散热板,但由于自带的散热板一般较小,因此功率较大的功率放大集成电路在应用时仍应按要求安装散热器。功率放大集成电路自带的散热板有的与内部电路绝缘,有的与内部电路的接地点连通,有的与内部输出功放管集电极连通,安装散热器时应区别对待。对于自带散热板与内部电路不绝缘的功率放大集成电路,应在集成电路与散热器之间放置耐热绝缘垫片,如图1所示。 2.参数 功率放大集成电路的主要参数有:电源电压V CC 、静态电流I O 、输出功率P O 、电压增益、频响范围和谐波失真THD 等。 (1电源电压V CC ,包括最高电源电压和额定电源 电压,对于O TL 功率放大器一般为单电源(+V CC ,对于 O CL 功率放大器一般为双电源(±V CC 。最高电源电压是极限参数,使用中不得超过,推荐使用额定电源电压。
■Dolumr CCS ￡f f I Analog Processirg //薄i 10oit A2C RESET I MCLK SDA SSL 敷醐ft% YLV RGB拍隹 PCLK VSYhC HSYNC 一、摄像头工作原理 上一篇我们讲了摄像头模组的组成，工作原理，作为一种了解。下面我们析摄像头从寄存器 角度是怎么工作的。如何阅读摄像头规格书（针对驱动调节时用到关键参数，以GT2005为例）。 规格书，也就是一个器件所有的说明，精确到器件每一个细节，软件关心的寄存器、硬件关心的电气特性、封装等等。单单驱动方面，我们只看对我们有用的方面就可以了，没必要全部看完。主要这些资料全都是鸟语，全部看完一方面时间上会用的比较多，找到关键的地方 就行了。 1、camera的总体示意图如下：控制部分为摄像头上电、I2C控制接口，数据输出为摄像头 拍摄的图传到主控芯片，所有要有data、行场同步和时钟信号。GT2005/GT2015是CMOS 接口的图像传感器芯片，可以感知外部的视觉信号并将其转换为数字信号并输出。 我们需要通过MCLK给摄像头提供时钟，RESET是复位线，PWDN在摄像头工作时应 该始终为低。PCLK是像素时钟（这个应该是等同于CSI中的普通差分时钟通道），HREF是行参考信号，VSYNC是场同步信号。一旦给摄像头提供了时钟，并且复位摄像头，摄像头就开始工作了，通过HREF, VSYNC和PCLK同步传输数字图像信号。数据是通过D0~D7 这八根数据线并行送出的。 Pixel Array 161SH x 1215V ilGOOH x 1200V} Timing11 Contra A7-r B 3 C Gamma EJcp enhancs Configuration Registers 1 mage Signal Procking fntH 叩就＜i「C& - noise
USB 摄像头的工作原理
目录 1、简介 2、分类 3、工作原理 4、结构和组件 5、技术指标 6、发展趋势
一、简介 1.0常规介绍 2.0技术介绍
一、简介 1.0常规介绍 摄像头(CAMERA)又称为电脑像机、电脑眼等，它作为一种视频入设备，在过去广泛地应用于视频会议、远程医疗、实时监控等方面。 近年以来，随着互联网技术的发展，网络速度的不断提高，再加上感光成像器件技术的日渐成熟并大量用于摄像头的产品制造上，使得它们的价格低到可以令普通老百姓可以接受消费水平。同时这两年CAMERA被广泛应用于MOBILE PHONE，这样一来,更加促进了感光成像技术的进一步提 高，如:30万像素，130万像素，200万像素，300万像素等。
一、简介 2.0技术介绍 ? 2.0 Technology of presentation技术介绍 ?General Description ?简介 The camera module is a sensors on board module designed for mobile application ?where low power consumption and small size are of utmost importance. Proprietary sensor technology utilizes advanced algorithms to cancel Fixed Pattern Noise (FPN),eliminate smearing, and drastically reduce blooming. All required camera functions are programmable through the Serial Camera Control Bus (SCCB ) interface. The device can be programmed to provide image output in various fully processed ?and encoded formats.Application ?PC Camera/ Dual Mode, and Cellular phones ?Video conference equipment, Machine vision, Security camera, ?Biometrics, Digital Still Cameras
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 集成电路测试原理及方法简介 院系：电气工程及自动化学院 姓名： XXXXXX 学号： XXXXXXXXX 指导教师： XXXXXX 设计时间： XXXXXXXXXX
摘要 随着经济发展和技术的进步，集成电路产业取得了突飞猛进的发展。集成电路测试是集成电路产业链中的一个重要环节，是保证集成电路性能、质量的关键环节之一。集成电路基础设计是集成电路产业的一门支撑技术，而集成电路是实现集成电路测试必不可少的工具。 本文首先介绍了集成电路自动测试系统的国内外研究现状，接着介绍了数字集成电路的测试技术，包括逻辑功能测试技术和直流参数测试技术。逻辑功能测试技术介绍了测试向量的格式化作为输入激励和对输出结果的采样，最后讨论了集成电路测试面临的技术难题。 关键词：集成电路；研究现状；测试原理；测试方法
目录 一、引言 (4) 二、集成电路测试重要性 (4) 三、集成电路测试分类 (5) 四、集成电路测试原理和方法 (6) 4.1.数字器件的逻辑功能测试 (6) 4.1.1测试周期及输入数据 (8) 4.1.2输出数据 (10) 4.2 集成电路生产测试的流程 (12) 五、集成电路自动测试面临的挑战 (13) 参考文献 (14)
一、引言 随着经济的发展，人们生活质量的提高，生活中遍布着各类电子消费产品。电脑﹑手机和mp3播放器等电子产品和人们的生活息息相关，这些都为集成电路产业的发展带来了巨大的市场空间。2007年世界半导体营业额高达2.740亿美元，2008世界半导体产业营业额增至2.850亿美元，专家预测今后的几年随着消费的增长，对集成电路的需求必然强劲。因此，世界集成电路产业正在处于高速发展的阶段。 集成电路产业是衡量一个国家综合实力的重要重要指标。而这个庞大的产业主要由集成电路的设计、芯片、封装和测试构成。在这个集成电路生产的整个过程中，集成电路测试是惟一一个贯穿集成电路生产和应用全过程的产业。如：集成电路设计原型的验证测试、晶圆片测试、封装成品测试，只有通过了全部测试合格的集成电路才可能作为合格产品出厂，测试是保证产品质量的重要环节。 集成电路测试是伴随着集成电路的发展而发展的，它为集成电路的进步做出了巨大贡献。我国的集成电路自动测试系统起步较晚，虽有一定的发展，但与国外的同类产品相比技术水平上还有很大的差距，特别是在一些关键技术上难以实现突破。国内使用的高端大型自动测试系统，几乎是被国外产品垄断。市场上各种型号国产集成电路测试，中小规模占到80%。大规模集成电路测试系统由于稳定性、实用性、价格等因素导致没有实用化。大规模/超大规模集成电路测试系统主要依靠进口满足国内的科研、生产与应用测试，我国急需自主创新的大规模集成电路测试技术，因此，本文对集成电路测试技术进行了总结和分析。 二、集成电路测试重要性 随着集成电路应用领域扩大，大量用于各种整机系统中。在系统中集成电路往往作为关键器件使用，其质量和性能的好坏直接影响到了系统稳定性和可靠性。 如何检测故障剔除次品是芯片生产厂商不得不面对的一个问题，良好的测试流程，可以使不良品在投放市场之前就已经被淘汰，这对于提高产品质量，建立生产销售的良性循环，树立企业的良好形象都是至关重要的。次品的损失成本可以在合格产品的售价里得到相应的补偿，所以应寻求的是质量和经济的相互制衡，以最小的成本满足用户的需要。 作为一种电子产品，所有的芯片不可避免的出现各类故障，可能包括：1.固定型故障；2.跳变故障；3.时延故障；4.开路短路故障；5桥接故障，等等。测试的作用是检验芯片是否存在问题，测试工程师进行失效分析，提出修改建议，从工程角度来讲，测试包括了验证测试和生产测试两个主要的阶段。
集成电路原理及应用(第3版) 谭博学 苗汇静 主编 课后习题答案 第二章 模拟集成电路的线性应用 2.9 试分析图1所示电路是什么电路，有何特点？图中设 3 4 21R R R R =。 （图1） 解：第一级运放为同相放大器。对A 1：由“虚断”和“虚短”得 i 1=i 2，v -1=v +1=u 1i ， 则u 1i = 1211R R R u o +，即11 21)1(i o u R R u +=， 对A 2：由“虚断”和“虚短”得 i 3=i 4，v -2=v +2=u 2i ， 则 4 2321R u u R u u o i i o -=-，即1342 34)1(o i o u R R u R R u -+= 代入u 1o 得))(1( 123 4 i i o u u R R u -+=， 因两个输入信号均从同相端输入，所以输入阻抗比较高。该电路为高输入阻抗的差动放大器。 2.11 求图3所示电路的增益A f ，并说明该电路完成什么功能。
解：该电路由两个集成运放构成，A1为主放大器接成反相运算放大器，A2为辅助放大器，A2也接成反相放大器，利用A2对A1构成正反馈，是整个电路向信号源索取的电流极少。 主放大器A 1：由“虚断”和“虚短”得 2 1R u R u o i -= ,则A f =121o o i i u u R u u R ===- 辅助放大器A2的电压放大倍数：221222 2o o VF i o u u R A u u R = ==- 该电路为自举电路，目的是提高电路的输入电阻。 由1i i i i U U R I I I = = - 由 12i o U U R R =-和321 2o U U R R =-得32i U U = 所以 1i i i U U I R R = - 因此1 1 i i i U RR R I R R = = - 当1R R =时，i R →∞，1I I = 2.12 求图4所示电路输出电压与输入电压的表达式，并说明该电路完成什么功能。
JMK MODEL: JK-316 1/4 索尼高清CCD 内置自动变焦、自动光圈镜头 16倍光学变焦镜头 12倍数字变焦 可调视频传输距离（3步骤） 最低照度：0.001 Lux(DSS) RS-485协议and PTZ 控制器接口 监控摄像头的分类 分类包括： 枪形摄像机 半球形摄像机 一体化摄像机 红外摄像机 智能高速球型摄像机 智能中速球型摄像机 数字视频会议摄像机 微型针 从色彩分为：彩色，黑白，彩转黑从外形分为：枪击，半球，球机从原理分为：模拟，数字
摄像头工作原理 摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。 摄像头镜头：五玻镜头是主流 这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%～9%的光损失，而塑料镜片的光损失高达11%～20%。有些镜头还采用了多层光学镀膜技术，有效减少了光的折射并过滤杂波，提高了通光率，从而获得更清晰影像。
目录 1、手机镜头产业链及发展历程 (1) 1.1手机镜头工作原理 (1) 1.2手机镜头产业链 (1) 1.3镜头产业技术演进历程 (3) 1.4手机摄像头发展趋势---注重画质与轻薄化 (5) 2、镜头行业市场规模情况 (7) 2.1近几年镜头市场概况 (7) 2.2近年来市场容量快速增长的因素分析 (10) 2.2.1因素一：搭载率上升与出货量上升 (10) 2.2.2因素二：高像素使用比例的提升 (10) 2.3棱镜市场规模测算 (12) 3、镜头产业链主要厂家与最新动态 (13) 3.1蓝玻璃滤光片市场 (13) 3.1.1 蓝玻璃滤光片的快速发展 (13)
3.1.2 蓝玻璃滤光片的相关公司情况 (14) 3.2棱镜市场 (17) 3.2.1片数增加、工艺难度变高 (17) 3.2.2棱镜厂商情况 (17) 3.3 CMOS传感器市场 (19) 3.3.1 产业集中化，寡头优势明显 (19) 3.3.2 四大厂商垄断市场，其他厂商难以介入 (20) 3.4 镜头模组市场 (21) 3.4.1模组封装发展趋势 (21) 3.4.2模组市场三大阵营技术差距明显 (25) 概要 2012年，手机镜头中棱镜的市场规模约为70亿元，其中5M以上的市场占70%左右，且有持续上升的趋势。算上其他用途的棱镜头（平板电脑、汽车、电视等）市场约100亿。 根据IDC预计，2011-2016全球2011-2016年智能手机的出货量综合增长率约20.5%。中低端的智能手机增长率快于高端手机。如果算上搭载率的提升以及高像素的使用比例提升，手机镜头中棱镜的市场规模预计复合增长率预计在30%以上，2016
1、课程代码 0700559 2、课程名称 集成电路原理及应用 Integrated Circuit Principle and Application 3、授课对象 电子科学与技术专业 4、学分 3 5、修读期 第七学期 6、课程组负责人 主讲教师：刘威、讲师、硕士 7、课程简介 《集成电路设计与应用》是电子科技的一门应用课程，也是进入物理学其它学科学习的先导课程。本课程内容包括集成电路发展历史、集成电路器件原理与模型、反相器的原理、反相器的功耗与延迟分析和模拟、集成电路的基本逻辑门原理、逻辑门的功耗和延迟分析及优化、集成电路的寄生效应、时序集成电路的分析和设计、加法器模块设计、移位器模块设计、存储器模块的设计和优化、模拟电路模块的设计和优化。除了课程讲授之外，还安排了上机时间进行集成电路的模拟实验。学习利用软件模拟合设计集成电路，以及对其进行分析。 通过对本课程的学习，使学生不仅掌握集成电路的设计原理，还能运用自己动手设计集成电路，并能对其性能进行分析和优化。为进行相关工作较好的基础。 8、实践环节学时与内容或辅助学习活动 上机时间课6 学时，利用软件Hspice 和Tannar pro 设计集成电路，并对其功耗、延迟进行分析。 9、课程考核 平时成绩、上机成绩、期末成绩、 10、指定教材 《半导体集成电路》朱正涌编著，张开华主审，清华大学出版杜2001年，高等学校工科电子类规划教材11、参考书目 11、参考书目 《数字集成电路》, 2ndEdition.Rabaey et. al. 2002 Berkeley 《数字集成电路分析与设计》,3rdEdition.David et.al.2005 Berkeley 《模拟CMOS集成电路设计》,Razavi. 2001 Stanford 12、网上资源
网络摄像机的原理与应用 2011-07-11 14:51:15| 分类：默认分类|字号大中小订阅 网络摄像机的定义 网络摄像机，也叫IP摄像机，即IP Camera，简称IPC，在近几年得益于网络带宽、芯片技术、编码算法、存储技术的进步而得到大力发展。IPC的特点主要体现在“IP”上，即支持网络协议的摄像机，IPC可以看成是模拟摄像机与视频编码器的结合体，从图像质量指标讲，又可以实现高于模拟摄像机与视频编码器的效果。IPC是新一代网络视频监控系统中的核心硬件设备，通常采用嵌入式架构，集成了视频音频采集、信号处理、编码压缩、智能分析、缓冲存储及网络传输等多种功能，再结合网络视频存储录像系统及管理平台软件，就可以构建成大规模、分布式的智能网络视频监控系统。 相对于模拟摄像机加DVS的架构，IPC是真正的即插即用纯网络设备，IPC可以部署在局域网，也可以部署在广域网下的任何位置，允许用户通过浏览器在任何地方对摄像机视频进行显示及控制，这种相对独立的工作模式使得IPC既适用于大规模视频监控系统项目中，也可以独立分散应用在如商店、学校、家庭的分布式、需要远程视频监控应用中。
图1 IPC在网络监控系统中角色示意图 IPC的主要功能： 视频编码：采集并编码压缩视频信号 音频功能：采集压缩音频信号，实现音频实时播放或录音 网络功能：编码压缩的视音频信号通过网口传输 云台、镜头控制功能：通过网络控制云台、镜头的各种动作 缓存功能：可以把压缩的视音频信号临时存储在本地存储介质 报警输入输出：能接受、处理报警输入输出信号，即具备报警联动功能移动检测报警：检测场景内移动物体并产生报警，灵敏度可调 视频分析：自动对视频场景进行分析，比对原则并触发报警
USB摄像头的工作原理 2010-04-06 15:03 摄像头的工作原理 摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 四、摄像头的主要结构和组件 从摄像头的工作原理就可以列出摄像头的主要结构和组件： 1、主控芯片（详情请参阅：《影响摄像头的关键
元器件是什么？》） 2、感光芯片（详情请参阅：《影响摄像头的关键元器件是什么？》） 3、镜头（详情请参阅：《影响摄像头的关键元器件是什么？》） 4、电源 摄像头内部需要两种工作电压：3.3V和2.5V，因此好的摄像头内部电源也是保证摄像头稳定工作的一个因素。 五、摄像头的一些技术指标 1、图像解析度/分辨率(Resolution)： ●SXGA(1280 x1024)又称130万像素 ●XGA(1024 x768)又称80万像素 ●SVGA(800 x600)又称50万像素 ●VGA(640x480)又称30万像素(35万是指648X488) ●CIF(352x288) 又称10万像素 ●SIF/QVGA(320x240) ●QCIF(176x144) ●QSIF/QQVGA(160x120) 2、图像格式(image Format/ Color space) RGB24,I420是目前最常用的两种图像格式。 ●RGB24：表示R、G、B三种颜色各8bit，最多可表现256级浓淡， 从而可以再现256*256*256种颜色。 ●I420：YUV格式之一。 ●其它格式有: RGB565，RGB444，YUV4:2:2等。 3、自动白平衡调整(AWB) 定义：要求在不同色温环境下，照白色的物体，屏幕中的图像应也是白色的。 色温表示光谱成份，光的颜色。色温低表示长波光成分多。 当色温改变时，光源中三基色(红、绿、蓝)的比例会发生变化， 需要调节三基色的比例来达到彩色的平衡，这就是白平衡调节的实际。 4、图像压缩方式 JPEG：(joint photographic expert group)静态图像压缩方式。 一种有损图像的压缩方式。压缩比越大，图像质量也就越差。当图像精度要求 不高存储空间有限时，可以选择这种格式。目前大部分数码相机都使用JPEG格式。 5、彩色深度(色彩位数) 反映对色彩的识别能力和成像的色彩表现能力，实际就是A/D转换器的量
集成电路原理及应用(第2版) 谭博学 苗汇静 主编 课后习题答案 第二章 模拟集成电路的线性应用 2.9 试分析图1所示电路是什么电路，有何特点？图中设 3 4 21R R R R = 。 （图1） 解：第一级运放为同相放大器。对A 1：由“虚断”和“虚短”得 i 1=i 2，v -1=v +1=u 1i ， 则u 1i = 1211R R R u o +，即11 21)1(i o u R R u +=， 对A 2：由“虚断”和“虚短”得 i 3=i 4，v -2=v +2=u 2i ， 则 4 2321R u u R u u o i i o -= -，即134234)1(o i o u R R u R R u -+= 代入u 1o 得))(1( 123 4 i i o u u R R u -+=， 因两个输入信号均从同相端输入，所以输入阻抗比较高。该电路为高输入阻抗的差动放大器。 2.11 求图3所示电路的增益A f ，并说明该电路完成什么功能。
解：该电路由两个集成运放构成，A1为主放大器接成反相运算放大器，A2为辅助放大器，A2也接成反相放大器，利用A2对A1构成正反馈，是整个电路向信号源索取的电流极少。 主放大器A 1：由“虚断”和“虚短”得 2 1R u R u o i -= ,则A f = 121o o i i u u R u u R ===- 辅助放大器A2的电压放大倍数：221222 2o o VF i o u u R A u u R = ==- 该电路为自举电路，目的是提高电路的输入电阻。 由1i i i i U U R I I I = =- 由 12i o U U R R =-和321 2o U U R R =-得32i U U = 所以 1i i i U U I R R = - 因此1 1 i i i U RR R I R R = =- 当1R R =时，i R →∞，1I I = 2.12 求图4所示电路输出电压与输入电压的表达式，并说明该电路完成什么功能。 解：对A 1：由“虚断”和“虚短”得 R u R u o i 1 1-=，即u 1o =-u 1i 。A 1为倒相器 对A 2：由“虚断”和“虚短”得
摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB 接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。摄像头镜头：五玻镜头是主流 这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%～9%的光损失，而塑料镜片的光损失高达11%～20%。有些镜头还采用了多层光学镀膜技术，有效减少了光的折射并过滤杂波，提高了通光率，从而获得更清晰影像。
然而，现在很多小厂，为了节约成本、追求高利润，往往减少镜片的数量，或者使用廉价的塑料镜头。虽然这些产品在价格上便宜不少，看上去很有吸引力，但实际的成像效果却实在是令人无法恭维。现在市面上大多数摄像头采用的都是五玻镜头，但是不乏少数商家将塑料镜头说成五玻镜头的。因此消费者在选购一些杂牌摄像头时，一定要详细试用一下，谨防上当受骗。 另外，镜头还有一个重要的参数那就是光圈，通过调整光圈可以控制通过镜头到达传感器的光线的多少，除了控制通光量，光圈还具有控制景深的功能，即光圈越大，则景深越小 摄像头感光器件：CCD一定比CMOS好吗？ 在选择摄像头时，镜头是很重要的。按感光器件类别来分，现在市场上摄像头使用的镜头大多为CCD 和CMOS两种，其中CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合组件）因为价格较高更多是应用在摄像、图象扫描方面的高端技术组件，CMOS（Complementary Metal－Oxide Semiconductor，附加金属氧化物半导体组件）则大多应用在一些低端视频产品中。