想象一下，在那个玩Hi-Fi的年代，你整了一套Hi-Fi音响，期待听到清泉般的音乐。但事与愿违，你总能听到一种滋滋的背景声。而你对音乐又像周瑜一样挑剔，那么像一颗老鼠屎坏了一锅汤，这套设备就会吃灰。
那么，只有音频领域（所听）有这种噪声干扰问题吗？摄像领域（所见）有没有呢？
当然有，而且在手机项目开发时极其常见，camera AVDD电源带来的条纹问题就是一个典型例子。
AVDD是模拟电源analog VDD的缩写，主要为图像传感器的模拟部分供电，例如像素阵列、模拟放大器等，负责处理最原始、最微弱的模拟电信号。就像林黛玉这种娇弱的女子，得配备一个温柔的护花使者一般，故对AVDD的要求很高。
如果AVDD电源设计的不好，即使是轻微的噪声或纹波，也容易导致暗环境下（如夜晚）的摄像容易有条纹，人眼能够察觉到，如下图所示。或者在白天用黑色电工胶带遮盖住镜头，也能够复现这个现象。
为什么是暗环境下？因为环境亮度低时，sensor需要增大曝光时间，增大数字gain，像夜猫子睁大眼一样，此时对AVDD电源干扰的敏感度更高，便会容易暴露条纹问题。条纹的间距与电源的开关频率和传感器的行扫描频率有关。
现在手机普遍采用“DC/DC + LDO”的混合架构提供AVDD，如下图所示。用DC/DC将系统电压VPH_PWR转换到一个中间电压，该中间电压为LDO供电，最终由LDO产生洁净的电压。DC/DC效率高，而LDO纹波抑制比（PSRR）高，这种方案兼顾了高效率和低纹波噪声。
定位过程
对于上述的条纹问题，定位过程梳理如下：
- 用示波器量AVDD的电压纹波，没有发现异常，纹波值在规范范围内。
- 用示波器测量DC/DC Vout的电压纹波，发现DC/DC工作在PFM模式，但纹波值也在标准范围内。
- 在DC/DC Vout和AVDD上分别增加/删减各种容值的电容（pF级和nF级电容），没效果，仍然出现条纹。
- 对AVDD的输出纹波在示波器上进行FFT变换，发现时域上虽然纹波很小，但频域上有一个明显的冒尖频点。
- DC/DC的输出用外部程控电源代替，发现条纹消失。
- 在DC/DC Vout上增加一个下地电阻作为假负载，使DC/DC进入PWM模式，条纹消失。
至此，问题根因找到，前级的DC/DC工作在PFM模式，干扰串到了后级，属于典型的传导干扰。
因为项目的阶段比较靠后，不方便增添/更换器件，最终的解决方案是：配置DC/DC强制工作在PWM模式，即FPWM模式，解决了图像条纹问题。
FPWM模式的核心特点是无论负载条件如何变化，开关频率始终保持一致。即使在轻负载条件下，开关频率也不会降低，适合对噪声敏感的应用场景，但代价是电源效率变低。考虑到AVDD抽载电流并不大，效率不是关键，所以牺牲了效率。
PFM模式适合轻载条件下的高效率应用，但频率不稳定，频率范围宽，可能引发EMI问题，如果sensor恰好对某个频点敏感，那就出幺蛾子了。
总结
摄像头AVDD供电导致的条纹，解决思路就是从 “传播源-传播路径-敏感点” 入手。
- 传播源，净化电源（用好的LDO，提高PSRR）。
- 传播路径，优化PCB布局布线，减少噪声耦合。
- 敏感点，在传感器端加强滤波（加电容、磁珠等）。
AVDD即使时域上的纹波满足规范，并不能保证不出问题。设计上要小心，为了减少条纹问题，应当关注如下细节：
- AVDD的走线要短粗，减少寄生电感和电阻。注意包地处理，并且远离大电流走线、高速数字信号、DC/DC开关节点、功率电感强磁场等强干扰源、远离天线馈点、天线回流地、天线投影区。
- 滤波电容采用大电容+小电容的容值组合，小电容要极度靠近摄像头模组，否则无法滤除高频噪声。
- AGND不要与主板上其他大功率器件（如处理器、开关电源、射频模块）的地共地。否则容易有地弹噪声，导致图像中出现条纹。
- 要根据PSRR参数选择LDO，选择电容（Decoupling Capacitor）的容值。
如下图，PSRR可不是一个固定值，它会随着频率的变化而变化。通常我们将PSRR曲线分为三个区域：
- 低频区（通常<1kHz）：PSRR主要由LDO的内部误差放大器和反馈网络决定，此时输出电容的影响很小。
- 中频区（~1kHz到几十kHz）：LDO的内部环路增益开始下降，抑制能力减弱。此时输出电容的阻抗开始起主导作用。
- 高频区（>100kHz到MHz）：LDO的内部环路完全失去抑制作用，PSRR完全由输出电容的特性决定。如下图，100KHz以上的频段，1uF电容的PSRR比不过10uF电容，所以选择10uF电容好一些。总之就是反复斟酌LDO的规格书，以找到最有利的设计。
总之，噪声防治关乎细心设计，需要最大耐心的去打磨、去优化，一点点抠细节。不然整出来摄像不能用，再好的手机也付之东流了。
