重磅--数字高清摄像头POC电感方案

原创韬略科技EMC 2022-04-01 17:30

【有奖直播】深入学习Microchip时钟和全新单片机方案 精密双向电流感应放大器设计方案

一前言

随着汽车智能化、电子化的推进，无人驾驶已经是未来汽车发展的必然趋势。在没有人为干预的情况下，自动驾驶汽车可以通过传感器感知周围环境、规划行车路线并控制汽车安全抵达目的地。汽车对周围环境的辨别是通过摄像头、毫米波雷达、激光雷达等产品，这些产品替代人的眼睛。自动驾驶L2等级搭载的摄像头数量在5-8 颗，L3等级能到8 颗以上。目前在市面上车载摄像头常见的传输方式是采用CVBS、AHD等模拟信号传输。POC作为一种新型的传输方式，相对于CVBS、AHD来说，POC传输具有更高的传输速率、传输线束更少等优势外，并满足ADAS摄像头分辨率、动态范围和帧速率越来越高的要求。

图1 自动驾驶等级图

图2 车载摄像头空间预测

二POC是什么

POC(Power Over Coaxial)是一种基于同轴线缆中形成影像传输、同轴控制、电源叠加的技术。在同轴电缆中传输高清视频信号同时也传输电源，即把高清影像、同轴等信号与供电电源复合在一起，在一根同轴线上传输。

三POC电路分析

图3 POC电路

电路设计原则：

PoC电路是由多个传统电感构成，用于创建一个宽频带滤波器，该频带覆盖GMSL正向和反向通道使用的全部频谱，因为单个传统电感不能创建出足够大的频带，因此POC电感的出现可以解决这个难点。上图中韬略科技POC电感TLPAI3225Series在低频时有很低阻抗，可以使DC直流电源顺利通过，在高频1MHz~1GHz时有大于>1KΩ或2KΩ的阻抗抑制正向通道数据（摄像头采集的数据信号）及反向通道（控制信号）数据通过，防止摄像头采集的信号泄露到直流电源端，同时采用100nF电容隔离直流信号，耦合高速信号，在要求的带宽区间内具有足够低的阻抗，使得高速信号顺利通过。

图4 POC电路通道的信号流向

如上图4所示的正向通道和反向通道的数据流向，其中正向通道传输的数据是摄像头采集的视频数据，数据的速率超过500MBps（最高能到3Gbps），反向通道的数据是1~4MHz的时钟控制信号。其中不同型号的串行解串器芯片，传输速率会有所不同，具体的传输速率可以看对应的芯片规格书。

图5 PoC电路阻抗特性曲线图

如图5所示，某款串行器要求的频率阻抗特性曲线图，可以看出在低频时可以让DC直流电源在一个低阻抗状态上传输，并且在高频时要确保通信频带的阻抗高于1kΩ，确保正向通道和反向通道的信号无丢失。4~6MHz为反向通道的时钟频段，70~700MHz为视频信号和PCLK频段，在此期间POC滤波的阻抗都可以达到1KΩ以上的阻抗，抑制视频信号丢失。

四POC电感参数对比和测试

1. 传统电感和POC电感结构对比