模拟图像信号处理（采样，减法等运算）

topskyhorse

MT4S301 发表于 2024-9-22 20:43
俺水平不够，猜一手RF干扰

很有可能，不知屏蔽做得怎样？

locky_z

两次AD后再做减法，会浪费ADC的精度
例如台阶是2V，像素的电压变化是0.5V，ADC满刻度电压就不能小于2.5V，那么ADC会浪费了4/5的精度。


而先做减法（或者用差分ADC)，那么ADC的满刻度可以降低到0.5V（差分ADC的共模电压要求2.5V）。

locky_z

量子隧道 发表于 2024-9-22 20:14
我有个疑问，这个电路，不接CCD，让电路自己反复空读，读出来的序列，有2mV噪音。这个电路，是不是产生了 ...

会不会是S/H那边有残余电压

scoopydoo

量子隧道 发表于 2024-9-22 20:14
我有个疑问，这个电路，不接CCD，让电路自己反复空读，读出来的序列，有2mV噪音。这个电路，是不是产生了 ...

输入阻抗有多高？

scoopydoo

量子隧道 发表于 2024-9-22 19:55
我手机打字经常发表时变成乱码。我已经渐渐习惯了发表前先复制一份
你的建议2很有道理。减法和转差 ...

确实感觉应该简化模拟电路，用数字相减。如果是 ADC 速度不行的话，俺宁愿用两片交替工作。

MF35_

量子隧道 发表于 2024-9-22 20:14
我有个疑问，这个电路，不接CCD，让电路自己反复空读，读出来的序列，有2mV噪音。这个电路，是不是产生了 ...

问题很可能出在S/H电路，因为你的采样率不低，如果S/H电路的电荷注入比较大，会来不及恢复，因为每个像素的值不同，所以每次采样的电荷注入恢复速度也就不同，这就产生了噪声。

我觉得可能思路有问题，为什么要S/H然后求差呢，参考电平和像素电平的时序是前后关系，完全可以先采样参考电平，然后再采样像素电平，软件求差，只要采样时钟和视频像素时钟同步，这个方法总能良好工作，这是正道，S/H电路是邪道，赶紧回头吧

scoopydoo

locky_z 发表于 2024-9-24 09:07
两次AD后再做减法，会浪费ADC的精度
例如台阶是2V，像素的电压变化是0.5V，ADC满刻度电压就不能小于2.5V， ...

ADC 是 16 位的，现在前端放大只做出了 10 位的水平，瓶颈不在 ADC 啊。

MF35_

scoopydoo 发表于 2024-9-24 11:49
ADC 是 16 位的，现在前端放大只做出了 10 位的水平，瓶颈不在 ADC 啊。

也不一定，他用的如果是SAR ADC，驱动不良也会引入噪声，SAR ADC的驱动挺麻烦的，不像DS ADC那么简单。但16楼的图更不行，如果是SAR ADC，显然不能像16楼这么驱动

scoopydoo

MF35_ 发表于 2024-9-24 12:00
也不一定，他用的如果是SAR ADC，驱动不良也会引入噪声，SAR ADC的驱动挺麻烦的，不像DS ADC那么简单。 ...

你说的好像也很有道理的样子，不知道楼主的电路实际情况到底如何。

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反正俺觉得做模拟减法是很傻的，做数字减法的话，甚至还可以对参考电平做平滑滤波 ~

量子隧道

上边万用表老兄和袋鼠老兄必须加分鼓励。
目前我也把怀疑对象重点放在了S/H芯片上。这个芯片信号是HA5351。
https://www.renesas.cn/zh/document/dst/ha5351-datasheet
种种迹象表明，这个芯片是噪音大的罪魁祸首。其page2底部和page3中间，有两行关于噪音的描述。根据这些描述，这个芯片的噪音大概有300-350uVrms。按此计算，多次采样后可能有1-2V的pp值。根据正态分布，6个sigma之内有大概99.7%的样本。也即你采样1000个点，就可能弥散到300uV*6=1.8mV。
https://www.6sq.net/question/384690
这个噪音确实不低。比ADC的S/H要高很多。
这个HA5351是闭环S/H放大器。我怀疑，开环S/H噪音可以低很多。SAR ADC里的保持电容，是开环的。

MT4S301

量子隧道 发表于 2024-9-24 19:28
上边万用表老兄和袋鼠老兄必须加分鼓励。
目前我也把怀疑对象重点放在了S/H芯片上。这个芯片信号是HA5351 ...

震惊，居然还有人在应用里选Harris/intersil的遗产........

量子隧道

楼上帮忙的各位大神，这里先表示感谢。我（根据与各位的讨论）给友人搭了个电路，自己在PCB上做采样，保持，减法运算。电路的处理带宽大约10MHz（当然受限于CCD器件，实际顶多跑在1Msps）。
回来后测试，目前这个读出电路本身有~350uVpp（1000点），60uVrms的噪音。据友人们说，基本上达标了。
然而，我还是有点不甘心，总想尽善尽美。
我目前给这套采保电路配用的信号处理运放是OPA1655。这个运放用在这里好像有点牵强。它的带宽（GBW~50M），噪音(3nV/RTHZ)，输入偏置电流/阻抗基本上没问题。我对它的不满主要是slew rate太低，只有24V/us，毕竟这个运放主要是给音频用的，无需过高的SR。这个慢速SR会导致信号边沿时间占比有点高，增加信号暂态稳定时间，进而影响最高采样率sps。
我搜了不少，都搜花了眼，然而好像最终没找到最合适的，也或许合适的有不少，我大脑信息处理能力被饱和，导致丢了西瓜捡芝麻，或者猴子掰玉米，走到尽头发现什么也没留下。
希望运放大神出来指路，让我快爆炸的脑袋能得到片刻宁静。

MT4S301

量子隧道 发表于 2024-12-14 12:34
楼上帮忙的各位大神，这里先表示感谢。我（根据与各位的讨论）给友人搭了个电路，自己在PCB上做采样，保持 ...

这个帖子里的2种管子开环跟随？
http://www.crystalradio.cn/forum ... &fromuid=322954

再加一种MMBFJ310L备选，三种电流都给到近乎Idss，总有一种噪声和速度满足吧
再不行就给interfet/linear systems上贡
https://www.mouser.cn/c/semicond ... %2F%20case=SOT-23-6

w6955

又一个搞无人机的来了，说个不告诉别人的，你可以多次读出！！输出信号叠加求和，噪声是随机的，求和后的噪声是衰减的，信号是相关的叠加是增强的。

量子隧道

w6955 发表于 2024-12-14 15:10
又一个搞无人机的来了，说个不告诉别人的，你可以多次读出！！输出信号叠加求和，噪声是随机的，求和后的噪 ...

谢谢指点。多次读出确实好，对我来说，时间是捉襟见肘的，友人的方案是否给我多次采样的时间还不好说。
另指正一个小错误：噪声（可以）是随机的（历次采样不相关的），求和N次后按照O(sqrt（N）)增加。信号是彼此正相关的，求和N次后按照O(N)增加，两者相除，N/SQRT(N)=SQRT(N)，于是信噪比增加。