數位相機有哪些電子元件,搞懂 DSC 的構造

作者:Hightech   |   2018 / 12 / 21

文章來源:知識力   |   圖片來源:LaoLao


數位相機的系統方塊圖

<圖一>為數位相機的系統方塊圖,主要有微處理器(MPU)與數位訊號處理器(DSP),此外,還有視訊(Video)輸入與輸出、音訊(Audio)輸入與輸出、「A/D」為類比數位轉換器(ADC)、「D/A」為數位類比轉換器(DAC)。

圖一、數位相機的系統方塊圖

微處理器(MPU)

通常使用 ARM(ARMH-US)技術做為微處理器(MPU),以執行作業系統(OS),主要的功能在控制記憶體與周邊設備,包括視訊(Video)的輸入與輸出、音訊(Audio)的輸入與輸出、按鍵控制、閃光燈、馬達控制、外接記憶卡等。

數位訊號處理器(DSP)

主要的功能在進行照像時的靜態影像(JPEG 格式)與動態影像(MPEG-4 格式)壓縮與解壓縮等數位訊號運算工作,由於數位相機的生產數量龐大,因此目前廠商都是使用特定應用積體電路(ASIC)來取代 DSP,甚至目前都已經將 ARM 與 DSP 或 ASIC 整合成一個「系統單晶片(SoC)」以縮小產品的體積。

快閃記憶體

NOR 閘型快閃記憶體(NOR flash)用來儲存數位相機開機時所使用的小型作業系統(嵌入式作業系統),例如:μClinux、µITRON等;NAND 閘型快閃記憶體(NAND flash)通常用來儲存使用者所拍攝的照片或影片,可以直接內建在印刷電路板上,也可以使用插卡的方式擴充,也就是我們使用的記憶卡,例如:MS、MMC/SD、SM、CF、xD等。

動態隨機存取記憶體

任何電子產品都和電腦一樣必須使用動態隨機存取記憶體(DRAM)做為暫時儲存資料的地方,例如:SDRAM、DDR、MDDR等。

視訊輸入

數位相機的影像輸入通常是使用 CCD 或 CMOS 影像感測器,由於影像感測器輸入的訊號仍然是類比訊號,所以必須使用一個「A/D」將類比訊號轉換成數位訊號,又稱為「類比前端(AFE:Analog Front End)」,此外,數位相機通常還必須控制閃光燈,並且使用「馬達驅動積體電路(Motor Driver IC)」來控制馬達調整鏡頭的凸透鏡前後移動進行「自動對焦(AF:Auto Focus)」。

視訊輸出

數位相機的影像輸出通常有兩組,一組是數位訊號連接液晶顯示器(LCD),另外一組先經過一個「D/A」將數位訊號轉換成類比影像訊號,又稱為「視訊編碼器(Video Encoder)」,或是使用「HDMI(High Definition Multimedia Interface)」直接輸出數位影像訊號,再使用一條訊號線外接到電視機。

音訊輸入與輸出

音訊輸入通常是錄影時經由麥克風接收進來的聲音,先經過「A/D」將類比聲音訊號轉換成數位訊號,又稱為「音訊解碼器(Audio Decoder)」,再傳送到數位訊號處理器(DSP)進行壓縮運算。

音訊輸出通常是播放影片時播出的聲音,先經過「D/A」將數位訊號轉換成類比聲音訊號,又稱為「音訊編碼器(Audio Encoder)」,再傳送到喇叭播放出來,因為大部分電子產品會同時使用麥克風與喇叭,因此目前都會整合成一個「音訊編碼解碼器(Audio Codec)」。

電源管理

目前數位相機都是使用外部的電源供應器(PSU),就是那個大大的插頭囉!一般是將 110V 的交流電轉換成 19V 的直流電輸入,經由數位相機內部的電源積體電路(Power IC),例如:線性穩壓器(Linear regulator)、升壓轉換器(Boost converter)、降壓轉換器(Buck converter)等轉換成 3.3V、1.8V、1.2V 提供給印刷電路板(PCB)上的處理器、記憶體,以及其他積體電路(IC)使用。

電池管理

數位相機必須使用電池,因此必須進行電池管理,其中「充電積體電路(Charger IC)」負責監控電池的充電電壓與控制電池的充電電流;「電池容量積體電路(Gas gauge IC)」負責監控電池剩餘電量與充電電量,然後回報給微處理器(MPU),最後顯示在液晶顯示器(LCD)上,才會有我們常常看到的電池剩餘電量囉!

「保護積體電路(Protection IC)」,通常使用微控制器(MCU)進行過電壓保護(OVP:Over Voltage Protection)、過電流保護(OCP:Over Current Protection)、過溫度保護(OTP:Over Temperature Protection)、短路保護(SCP:Short Circuit Protection)等,由於目前大部分的手持式裝置都是使用鋰電池,鋰的活性很高,所以必須使用一些積體電路來控制,避免過度充電造成爆炸。

<圖二>為德州儀器(TXN-US)公司數位相機的系統方塊圖實例,看起來比較複雜,但是和前面畫的簡圖其實是一樣的,只是加上更多可能的周邊介面而已。

圖二、德州儀器公司數位相機的系統方塊圖(參考資料:www.ti.com.tw)

【請注意】上述內容經過適當簡化以適合大眾閱讀,與產業現狀可能會有差異,若您是這個領域的專家想要提供意見,請自行聯絡作者;若有產業與技術問題請參與社群討論。

知識力》授權轉載

【延伸閱讀】

個股相關基金

發行地點

全部
境內
境外

發行類型

全部
股票
平衡

切換表頭

基本資料
股票指標
收益指標
歷史績效

基金名稱

排序條件
歷史年化報酬率
歷史年化波動度
歷史年化夏普值
個股權重
發行地點
淨值
資產規模
台灣人投資金額/比重
排序依照
高→低
低→高

類型/
計價幣別

近1月
報酬率

近1月
近3月
近6月
近1年
近3年
近5年
近10年
年初至今

歷史年化
報酬率

歷史年化
波動度

歷史年化
夏普值

個股
權重

發行
地點

淨值

資產規模
百萬美元

台灣人投資
金額/比重
百萬美元

類型/
計價幣別

近1月
報酬率

近1月
近3月
近6月
近1年
近3年
近5年
近10年
年初至今

歷史年化
報酬率

歷史年化
波動度

歷史年化
夏普值

預估未來
本益比

市值
營收比

產業
集中度

類型/
計價幣別

近1月
報酬率

近1月
近3月
近6月
近1年
近3年
近5年
近10年
年初至今

歷史年化
報酬率

歷史年化
波動度

歷史年化
夏普值

信用評等

存續期間

到期殖利率

類型/
計價幣別

報酬率 /年化波動度

近1月

近3月

近6月

近1年

近3年

近5年

近10年

年初至今

我要集氣100%權重的主題投資
已集氣投組上線通知我 >

* 基金成立日期在西元2000年以前者,目前資料僅顯示自2000-01-01開始,相關數據皆由2000-01-01後之數據計算而成。

基金淨值、報酬率、波動率及夏普值為每日更新,基金各項分析數據為每週更新,資產規模/月報為每月更新,台灣人投資金額為每季更新

產業地區分布

投資產業分布

投資地區分布

未有公開資訊

67.2%

科技

26.8%

金融

26.8%

原物料/能源

26.8%

傳產

2.2%

工業

2.0%

必需性消費

0.1%

可選性消費

0.1%

醫療保健

2.0%

公共事業

0.7%

服務

0.6%

未有公開資訊

67.2%

已開發國家

26.8%

北美

19.5%

歐洲區

3.9%

日本

3.3%

亞太區

0.1%

大中華

4.8%

新興市場(不含大中華)

1.3%

成功集氣+1

留個信箱,投組上線通知你

送出
loading animation
喜歡這篇文章?加入你的S夾!

分享好文章

知識力
加入知識力 — 讓你的知識變力量,由區塊鏈與人工智慧架構而成的未來專業社群,讓專家在客觀公正的開放平台上,建立自己的專業度與信任度,讓全世界看到你的專業能力,讓會員不必再到處推文求貴人,各種背景的專家線上讓你選擇,互助合作共同開創事業的高峰。
知識力的最新文章
More