CMOS图像传感器电源抑制比的测试系统及其方法

技术领域

本发明涉及图像传感器技术领域，尤其涉及一种CMOS图像传感器电源抑制比的测试系统及其方法。

背景技术

图像传感器已经无所不在，它们广泛应用于数码相机，蜂窝电话，安全摄像机，以及医疗，汽车及其它应用中。用于制造图像传感器（且尤其是互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器）的技术已持续以迅猛的速度进步。举例来说，对更高分辨率及更低能耗的需求已促进CMOS图像传感器的进一步微型化及集成化。对于CMOS图像传感器，通过电源抑制比测试，来衡量该传感器芯片对于抗电源噪声的能力。以下是电源抑制比（PSRR）的定义公式：

Cgain 为信号转换系数，通过测试得到的已知值，单位为mV/DN；

现有技术中，测试CMOS图像传感器的电源抑制比时，主要通过手动输入不同频率电源电压值来测试，测试效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量CMOS图像传感器的电源抑制比测试系统和方法，解决现有技术中测试效率低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS图像传感器电源抑制比的测试系统，包括：待测CMOS图像传感器、上位机和信号发生器；

上位机，适于启动待测CMOS图像传感器进入正常工作状态，控制信号发生器输出某一频率点的交流波形信号，并抓取所述CMOS图像传感器的输出图像数据，并对所述输出图像数据分析计算，得到当前频率点的电源抑制比值；

所述输出图像数据包括：所述CMOS图像传感器在无纹波噪声输入时输出的图像数据和在某一频率点交流波形输入时输出的有纹波噪声的图像数据。

优选地，还包括：

信号发生器，所述信号发生器适于接收所述上位机的驱动指令，输出所述某一频率点的交流波形信号；

电源调制板，所述电源调制板适于接收所述信号发生器输出的交流信号，并将所述交流信号与电源的直流电压信号进行调制，形成直流+交流的新电源电压信号，输出给所述CMOS图像传感器；

CMOS图像传感器在电源调制板输出的电源电压信号驱动下，输出图像数据。

优选地，所述上位机包括驱动指令组单元，所述驱动指令组单元适于提供一组不同频率的驱动指令，以逐一驱动不同频率点对应的电源抑制比测试。

优选地，所述频率点的频率值通过函数概括如下：

优选地，所述信号发生器与所述电源调制板通过同轴电缆连接。

优选地，所述电源调制板与所述 CMOS图像传感器通过排针接口连接。

优选地，还包括：信号传输装置，所述信号传输装置适于将所述上位机的指令解析后发送给所述CMOS图像传感器，以及将所述CMOS图像传感器输出的图像数据传输给所述上位机。

优选地，还包括：

所述上位机与信号传输装置通过USB连接，并通过USB协议进行信号交互。

本发明还提供了一种CMOS图像传感器电源抑制比的测试方法，包括：

启动待测CMOS图像传感器进入正常工作状态；

控制信号发生器输出某一频率点的交流波形信号；

抓取所述CMOS图像传感器的输出图像数据；

对所述输出图像数据分析计算，得到当前频率点的电源抑制比值；

其中，所述输出图像数据包括：所述CMOS图像传感器在无纹波噪声输入时输出的图像数据和在某一频率点交流波形输入时输出的有纹波噪声的图像数据。

优选地，还包括：

所述信号发生器适于接收所述上位机的驱动指令，输出所述某一频率点的交流波形信号；

所述电源调制板适于接收所述信号发生器输出的交流信号，并将所述交流波形信号与电源的直流电压信号进行调制，形成直流+交流的新电源电压信号，输出给所述CMOS图像传感器；

CMOS图像传感器在所述电源调制板输出的电源电压信号驱动下，输出图像数据。

优选地，提供一组不同频率点的驱动命令，以逐一驱动不同频率点对应的电源抑制比测试。

优选地，所述频率点值通过函数概括如下：

优选地，还包括：

所述信号传输装置适于将所述上位机的指令解析后发送给所述CMOS图像传感器，以及将所述CMOS图像传感器输出的图像数据传输给所述上位机。

优选地，还包括：

所述上位机与信号传输装置通过USB连接，并通过USB协议进行信号交互。

相对于现有技术，本发明所提供的 CMOS图像传感器电源抑制比的测试系统及其方法具有以下有益效果：

本发明中提供了一种CMOS图像传感器的测试装置，可以自动实现图像传感器电源抑制比的测试，解决了现有测试中需要手动进行测试的各项繁琐工作。

本发明中提供了一种CMOS图像传感器的测试方法，其测试结果为CMOS图像传感器供电电源要求提供了参考，按照测试结果要求选取电源，可以最大程度的优化CMOS图像传感器出图的噪声性能。

附图说明

图1为本发明一实施例中所提供的CMOS图像传感器电源抑制比的测试系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例中所提供的CMOS图像传感器电源抑制比的测试方法的流程图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，以下结合附图对本发明的CMOS图像传感器电源抑制比的测试系统和测试方法进行详细描述。

如图1所示，本实施例中提供一种CMOS图像传感器电源抑制比的测试系统，包括：待测CMOS图像传感器300、上位机100和信号发生器400；

上位机100，适于启动待测CMOS图像传感器300进入正常工作状态，控制信号发生器400输出一频率点交流波形信号，并抓取所述CMOS图像传感器300的输出图像数据，并对所述输出图像数据分析计算，得到当前频率点的电源抑制比值；

所述输出图像数据包括：所述CMOS图像传感器在无纹波噪声输入时输出的图像数据和在某一频率点交流波形输入时输出的有纹波噪声的图像数据。

所述上位机100，对所述输出图像数据分析计算将抓取的图像按行方向计算标准差，并通过电源抑制比（PSRR）的定义公式计算某一频率点对应的电源抑制比。

另外，本实施例中，所述CMOS图像传感器电源抑制比的测试系统还包括：

电源调制板500，所述电源调制板500适于接收所述信号发生器400输出的交流信号，并将所述交流信号与电源的直流电压信号进行调制，形成直流+交流的新电源电压信号，输出给所述CMOS图像传感器；

CMOS图像传感器300在电源调制板500输出的电源电压信号驱动下，输出图像数据。

在本实施例中，所述电源调制板为选用TI公司的THS3120放大器芯片搭建，其中选用的芯片需要满足带宽≥20MHz，输出电流驱动能力≥200mA。因为电源抑制比PSRR的测试需要测到10MHz，CMOS图像传感器工作电流一般在10~150mA左右。

其中，本实施例中，所述上位机100包括驱动指令组单元（未图示），所述驱动指令组单元适于提供一组不同频率的驱动命令，以对应驱动频率成阶梯增长的所述交流信号的频率。，测试时每个频率点都会有相应的结果数据值，最终结果需要遍历整个频率范围。

其中，本实施例中，用于测试的一组频率范围的最小频率值为50Hz（0.05KHz），最大频率值测到10MHz（10000KHz）。

选择这个范围的原因是：因为常规电网交流电源的工频干扰为50Hz或60Hz，最小值需要覆盖该范围；而最大值测到10MHz（10000KHz）左右是因为对于这个频率以上的噪声，目前的LDO产品都已经能很好的抑制，而且CMOS图像传感器本身对这个频率以上的噪声也能较好的抑制，所以超过这个频率的范围就不做测试了。

另，在本实施例中，频率点选取的主要原则是在50Hz~10MHz的频段范围内选取一定数量的频率点个数，个数以20~30个左右为宜，目的是最终的结果可以反映整个频段范围内的结果趋势，因此选取情况并不唯一。

本实施例中，一组不同频率的频率值的规律通过函数概括如下：

具体的一个实施例中，对应测试的频率Freq（单位：KHz）为：

0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1、2、4、8、10、20、40、80、100、200、400、800、1000、2000、4000、8000、10000

具体的，本实施例中，所述信号发生器400与所述电源调制板500通过同轴电缆连接。

具体的，本实施例中，所述电源调制板500与所述 CMOS图像传感器300通过排针接口连接，因为经过电源调制板后电源已经具备足够的驱动能力，并由于实现方式简单，因此此处选用排针接口连接。

具体的，本实施例中，所述CMOS图像传感器电源抑制比的测试系统还包括：信号传输装置200，所述信号传输装置200适于将所述上位机100的指令解析后发送给所述CMOS图像传感器300，以及将所述CMOS图像传感器300输出的图像数据传输给所述上位机100。由于本案测试中最大频率点会测到10MHz左右的高速频率点，同轴电缆可以支持高速信号的传输而基本不衰减，对于同轴电缆的选型无特殊要求，一般的同轴电缆皆可使用于本案。

在本实施例中，所述信号传输装置200可以采用现成的装置，如度信科技公司MU950，也可以采用自行开发的信号传输板。与上位机都是通过USB进行信号交互。

具体的，本实施例中，所述CMOS图像传感器电源抑制比的测试系统中，所述上位机与信号传输装置通过USB连接，并通过USB协议进行信号交互。

另外，本发明所提供的技术方案中，还包括一种CMOS图像传感器电源抑制比的测试方法，参考图2所示，所述CMOS图像传感器电源抑制比的测试方法包括：

步骤S910：启动待测CMOS图像传感器进入正常工作状态；

步骤S920：控制信号发生器输出某一频率点的交流波形信号；

步骤S930：抓取所述CMOS图像传感器的输出图像数据；

步骤S940：对所述输出图像数据分析计算，得到当前频率点的电源抑制比值；

其中，所述输出图像数据包括：所述CMOS图像传感器在无纹波噪声输入时得到的图像数据和在某一频率点交流波形输入时得到的有纹波噪声的图像数据。

所述信号发生器适于接收所述上位机的驱动指令，输出所述某一频率点的交流波形信号；

所述电源调制板适于接收所述信号发生器输出的交流信号，并将所述交流波形信号与电源的直流电压信号进行调制，形成直流+交流的新电源电压信号，输出给所述CMOS图像传感器；

CMOS图像传感器在所述电源调制板输出的电源电压信号驱动下，输出图像数据。

提供一组不同频率的驱动命令，以对应驱动频率成阶梯增长的所述交流信号的频率。

本实施例中，所述CMOS图像传感器电源抑制比的测试方法还包括：

所述信号传输装置适于将所述上位机的指令解析后发送给所述CMOS图像传感器，以及将所述CMOS图像传感器输出的图像数据传输给所述上位机。

本实施例中，所述CMOS图像传感器电源抑制比的测试方法还包括：

所述上位机与信号传输装置通过USB连接，并通过USB协议进行信号交互。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。