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关于CMOS随便写写

(2015-03-29 08:33:30)
标签:

杂谈


犹豫了两天,还是决定把这些东西书面化。在这里,ET其实和大家一样是读者。或许,称作转述者更恰当一些。

【1】什么是CMOS
MOS是金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)。PMOS带正电,NMOS带负电,由PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS即为CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)。

虽然称之为数字电路,但CMOS本身输出的信号属于【模拟信号】。需要通过一个元器件将它转换为数字信号——数模转换器(Analog to Digital Converter)简称为【ADC】。

【2】片上ADC
2007年2月,索尼在CX-NEWS公布了【采用列并行AD转换的超高速高画质CMOS。将感光元件与ADC整合在了同一块芯片上。作为结果,这种新技术带来两大突破:高速化、高画质。

前者不难理解,相机内的图像处理流程由【感光元件->ADC->图像处理器】简化为【感光元件->图像处理器】,而后者则是基于【列并行数字CDS(相关双采样)】——简单来说就是能以列单位降低背景杂讯。


片上ADC和列并行数字CDS成为索尼CMOS的基础优势,随后,索尼为其申请了Exmor的商标。我们经常在索尼Exmor CMOS的介绍中看到【双重降噪】的描述,就是指CMOS内一次降噪,影像处理器内一次降噪。

第一块应用上述技术的(大尺寸)CMOS于2007年11月发布,型号为IMX021,规格为1.8英寸,3:2,1247万像素——这也正是索尼A700、尼康D300/D300S、宾得K-x等相机使用的感光元件。

相关链接:
http://www.sony.net/Products/SC-HP/cx_news/vol47/featuring.html
http://www.sony.net/Products/SC-HP/cx_news/vol50/pdf/imx021.pdf

【3】片外ADC
对于ADC的位置,一些厂商有着不同的理解。例如,尼康D3X和索尼A900/A850使用了基本相同的感光元件,索尼直接使用片上ADC输出12bit RAW,而尼康则通过片外ADC输出14bit RAW(同样的情况还发生在尼康D300/D300S和索尼A700)。


使用片外ADC有一些优点,但同样有很大的先天不足。首先是占据额外的电路板面积,其次是难以实现高速化的信号处理——尼康D300S的最高连拍速度为每秒7-8张,但如果使用14bit RAW格式,连拍速度会暴降到每秒2.5张。

除了尼康外,宾得也曾在K10D时代宣传过【22bit ADC】,下图来自Dpreview。

直到今天,佳能等厂商仍在坚持使用片外ADC。ADC与影像处理器是一一对应的,下面两张图片分别来自1DX和70D。

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