¿Sabe cómo hacer el diseño de PCB del sensor CMOS?

¿Alguna vez has pensado en cómo puedes tomar fotos tan increíbles con tu teléfono inteligente? Las cámaras portátiles contienen sensores CMOS, que son una parte integral para crear imágenes de alta calidad. ¿Le gustaría obtener más información sobre estos sensores y su diseño de PCB? En ese caso, ¡has venido al lugar correcto! Continúe leyendo para aprender todo lo que necesita saber sobre los sensores CMOS y descubra las pautas a seguir para brindar un rendimiento constante.

¿Qué son los sensores CMOS?

El sensor CMOS es un dispositivo semiconductor meta-óxido complementario. Es un sensor de imagen que identifica y transfiere la información que una cámara necesita para crear una imagen. El sensor detecta la luz que atraviesa o golpea objetos y la capta. El sol se convierte en señales que luego entregarán la visión.

Los dos tipos principales de sensores de imagen son CMOS y CCD. Numerosas industrias aprovechan estos sensores, incluidos los productos electrónicos de consumo, los equipos médicos, los dispositivos de imágenes térmicas utilizados en la industria militar y de caza, los productos de sonda y radar, etc. 

¿Cuál es la diferencia entre los sensores CCD y CMOS?

Si hablamos de teléfonos inteligentes, cámaras digitales y otros productos diseñados para uso individual, lo más probable es que los sensores utilicen tecnología CMOS. La razón por la que los fabricantes los eligen es su precio asequible y su moderado consumo de energía. Ambos son importantes para los propietarios de teléfonos inteligentes que buscan obtener la mejor duración posible de la batería a un precio económico. Los sensores CMOS también son la opción principal en cualquier lugar donde aún necesite fotografía.

La similitud entre la tecnología CMOS y CCD es que tienen como objetivo capturar la luz y luego transferirla a señales eléctricas. Lo específico de un dispositivo CCD es que cada celda es analógica. Al detectar el sol, una pequeña carga en cada sensor lo retiene en el chip. El amplificador más cercano tiene la tarea de amplificar las cargas en píxeles. El proceso continúa hasta que todas las líneas de píxeles han expandido el costo y la producción.

A diferencia de eso, los sensores CMOS tienen amplificadores para cada píxel individual. Eso significa que tienen un espacio más pequeño para capturar la luz. No es un problema porque cada fotodiodo tiene microlentes delante. Esas lentes tienen la tarea de enfocar la luz en el diodo. Eso asegura la detección de vistas; de lo contrario, es posible que te lo pierdas.

¿Te preguntas sobre las ventajas de los sensores CMOS?

Para empezar, no tienen que usar tantos componentes como la tecnología CCD. Eso los hace más asequibles y accesibles para su uso en productos de consumo. Estos sensores también pueden ser más rápidos que los CCD y tener un menor consumo de energía, lo que aumenta la batería de su aplicación. Por último, también se beneficiará de una mayor resistencia a las descargas de electricidad estática.

La importancia de la naturaleza integrada de los sensores CMOS

Una característica esencial de los sensores CMOS es que tienen un carácter integrado. Gracias a eso, puede incluir menos componentes en su PCB de lo habitual, lo que puede ayudarlo a ahorrar espacio y dinero.

Es vital tener en cuenta que estos sensores son sensibles al ruido. Es crucial saberlo porque tienen la capacidad de entregar fotos con poco ruido. Sin embargo, también puede lidiar con imágenes ruidosas o granulosas si otros componentes emiten EMI o si el voltaje de suministro fluctúa y se ondula. Todo eso puede causar ruido, y también debe tener cuidado con el sobreimpulso y el subimpulso transitorio.

Los sensores CMOS tienen la tarea de detectar una señal analógica a nivel de píxeles. Lo siguiente que hacen es convertir esa señal a un número digital, y esa información luego va a un IC a cargo de procesar las señales externas. Significa que su principal consideración debe ser garantizar el enrutamiento adecuado de mensajes mixtos.

Encontrará sensores que utilizan LVDS y otros estándares de señalización. Asegúrese de que el enrutamiento siga la regla dada. Otra cosa a considerar es el voltaje de la fuente de alimentación. Probablemente necesitará diferentes fuentes para los circuitos analógicos y digitales del chip. Esto se debe a que utilizan un rango de voltaje diverso. Si bien el voltaje de los circuitos digitales puede variar, el analógico tiene un voltaje estándar de -3 V, aunque algunos fabricantes eligen una variedad diferente.

Sensor CMOS:otras consideraciones sobre los diseños del sensor CMOS

Cuando se trata de montar sensores CMOS, generalmente utilizará un montaje de superficie o de orificio pasante. En algunos casos, estos sensores pueden tener la forma de un troquel que puede montar en un paquete BGA. Sin embargo, también puede integrar otros sensores con el bloque de procesamiento de señales. El enfoque de SoC (sistema en chip) único requiere cuatro o más capas para tener en cuenta durante la gestión de acumulación.

Debe usar ese número de capa para establecer una capa de suelo debajo de la superficie con el sensor CMOS. El plano de tierra debe tener diferentes áreas para secciones digitales y analógicas. Puede que no sea aconsejable optar por una división del plano de tierra, ya que puede encontrar problemas con la sensibilidad al ruido. Tampoco desea ningún circuito con alta frecuencia o alta velocidad cerca del sensor, así que considere colocarlos lejos de él.

Puede considerar usar una cinta flexible para enrutar las conexiones de entrada y salida sobre ella.

Sin embargo, solo puede facilitar eso con la colocación adecuada del sensor CMOS en su placa. También deberá considerar establecer rutas de retorno confiables. Gracias a eso, disminuirá la vulnerabilidad EMI del circuito, lo que puede ser vital para mejorar la confiabilidad del sensor y la placa. La mayoría de los fabricantes evitarán utilizar una placa de circuito impreso flexible con un sensor CMOS.

Si está buscando una empresa que pueda encargarse del diseño y montaje de PCB con un sensor de imágenes, no dude en ponerse en contacto con WellPCB. La complejidad del proyecto es irrelevante porque tiene años de experiencia y cientos de proyectos exitosos en su cartera.

WellPCB puede ayudarlo durante todo el proceso. El personal capacitado lo ayudará a tomar las decisiones correctas para el diseño de su tablero y manejará el ensamblaje. En el menor tiempo posible, tendrá una placa de circuito impreso de alto rendimiento en su puerta.

Sensor CMOS:equilibrio entre un diseño matemático y una carcasa mecánica

Es natural que el diseño de una placa de circuito impreso tenga ciertos detalles. Por ejemplo, es fundamental garantizar un equilibrio óptimo entre el recinto mecánico de su aplicación y el diseño eléctrico. Deberá acomodar filtros, lentes y otras ópticas mecánicamente e integrar una placa que contenga el sensor de imágenes.

Algunas cámaras también pueden tener la posibilidad de mover la óptica para establecer el enfoque deseado. Sin embargo, las placas de circuito impreso con sensores deben mantenerse en la misma posición, incluso si es posible. También hay formas de moverlos, pero requieren una geometría avanzada.

Afortunadamente, los teléfonos inteligentes tienen algoritmos que permiten el enfoque automático en estos días. Es por eso que no tiene que preocuparse por las lentes móviles. Pero deberá trabajar con equipos eléctricos y mecánicos para asegurarse de que todo encaje perfectamente.

Sensor CMOS:Guía de colocación de componentes en diseños de alta velocidad

Aún seguirá las reglas habituales para diseñar un diseño de PCB. Eso significa que debe utilizar el enfoque DFM (diseño para la fabricación) y crear una placa que una máquina de la vida real tenga capacidades de ensamblaje. Sin embargo, un diseño de alta velocidad requerirá algunas consideraciones específicas con respecto a la ubicación de los componentes.

Las rutas de los circuitos deben priorizarse porque desea que la distancia que las señales deben cruzar sea mínima. Los pines deben tener la conexión más directa posible en redes críticas, lo que debe tener en cuenta al seguir el esquema del circuito.

Tampoco desea que los rastros de las señales pasen por planos divididos. Eso asegurará una ruta de retorno confiable, que es esencial para un diseño de alta velocidad. Además, considere opciones de enfriamiento adicionales porque no desea problemas de alta temperatura si ciertas partes se calientan demasiado.

Sensor CMOS:cómo enrutar correctamente los circuitos de PCB de alta velocidad

No debe esperar muchas sorpresas en términos de enrutamiento de rastreo. Sin embargo, los requisitos de longitud de seguimiento pueden variar y es esencial seguir las pautas recomendadas. Si utiliza el software adecuado o contrata a un experto, determinar los anchos de trazo ideales no debería ser un problema.

Es vital tener en cuenta que la ruta más directa podría no ser la mejor solución de enrutamiento para su aplicación. Su consideración principal debe ser asegurar el enrutamiento de seguimiento de alta velocidad, y la mejor manera de hacerlo es considerar la ruta de señal completa.

Conclusión

Los sensores CMOS son componentes beneficiosos que aseguran imágenes de alta calidad y son una excelente opción para teléfonos inteligentes y otros productos de consumo.

Las placas de circuito impreso que consideran estos sensores tienen unas características específicas, y eso es algo a tener en cuenta durante el proceso de diseño y fabricación. Si desea una PCB confiable con un sensor de imágenes de alto rendimiento, debe trabajar con expertos de la industria. Porque pueden proporcionar una placa con suficiente fiabilidad y durabilidad y asegurarse de que todo funcione.