CCD vs CMOS
Dobrý den,
četl jsem váš článek https://www.digimanie.cz/fotomobily-snimaci-cipy-cmos-vs-ccd/2885, který se zabývá porovnáním čipů CCD a CMOS a zajímalo by mě čím je dána výrazně vyšší snímací frekvence u CMOS čipů v porovnání s CCD čipy?
četl jsem váš článek https://www.digimanie.cz/fotomobily-snimaci-cipy-cmos-vs-ccd/2885, který se zabývá porovnáním čipů CCD a CMOS a zajímalo by mě čím je dána výrazně vyšší snímací frekvence u CMOS čipů v porovnání s CCD čipy?
Pokud mě paměť nemýlí, tak CCD pracuje jako posuvný registr, a i dále přenos dat z nějakého důvodu probíhá poněkud sériově. Navíc CCD potřebuje víc práce k vybití před expozicí. CMOS s tímhle problém nemá, a z nějakého důvodu na něj lze přístupovat jako na matici = mnohem rychlejší paralelní přenosy dat.
Ano, CMOS má výstup rádovo v GHz /každá dioda má prevodník/, CCD sa skenuje v sérii, na frekvencii v desiatkach MHz. Dá sa to predstaviť napr. takto - 100 ľudí sa má presunúť z miesta A do miesta B, ak sa presúvajú vedľa seba /v rojnici/, čas presunu bude stejný. Ak budú šlapat za sebou, čas prvého v B bude iný ako posledného.
Čili dalo by se to osvětlit takto: "U CCD čipu jsou jednotlivé řádky, případně sloupce světločivných buněk napojeny na sběrnici. Naproti tomu u CMOS čipu má každá světločivná buňka zvlášť svůj vývod dat napojený na sběrnici. To zvyšuje snímací frekvenci." ?
Ano. Jenže i řádků je moc, a v obvodu dochází k další sereializaci dat. Tak široká sběrnice do procesoru nejde. Aso to tam cpou přes multiplexery... Takže ta fronta dat za sebou je opravdu dlouhá, a vyčítá se hodně dlouho. Data lezou přes hodně prvků a na delší vzdálenost. Jak Sony teď ukázalo, AD převodníky i rychlou paměť lze narvat na CMOS čip, ze kterého lze číst po široké sběrnici, to znamená víc dat na takt. Snímek se přečte rychleji, a hned za ním se může číst další. Snímací frekvenci to samozřejmě zvyšuje.
Joeh ale napsal dobrý postřeh. Výrobci musí produkty optimalizovat na spotřebu. Čím rychlejší přenos dat a vyšší frekvence, tím víc to žere šťávy, a tím méně snímků vyfotíš. A přiznám se, že můj EOS M docela topí. Musí udělat nejméně 30+FPS a dát to na obrazovku, a myslím,že s docela slabým procesorem, který jede nadoraz. Větší stroje mají výhodu. Lépe se z nich odvádí teplo- do větší plochy..
Joeh ale napsal dobrý postřeh. Výrobci musí produkty optimalizovat na spotřebu. Čím rychlejší přenos dat a vyšší frekvence, tím víc to žere šťávy, a tím méně snímků vyfotíš. A přiznám se, že můj EOS M docela topí. Musí udělat nejméně 30+FPS a dát to na obrazovku, a myslím,že s docela slabým procesorem, který jede nadoraz. Větší stroje mají výhodu. Lépe se z nich odvádí teplo- do větší plochy..
Tudíž, jestli to chápu dobře, tak problém je v tom, že CCD vytváří analogový signál a ten potom po řádcích putuje to A/D převodníku, naproti tomu u CMOS má každá světlocitlivá buňka A/D převodník, digitalizace obrazu se tak provádí v každé světločivné buňce zvlášť a to zvyšuje rychlost?
Skoro.
Představ si, že máš snímač s X řádky. Ten poslední (pracovně nazveme spodní), ať už užívaný i pro expozici, nebo další pracovní, který se pro expozici nepoužívá má tu moc, vysypat ze sebe posuvem data do zesilovače a ADC. Tento jediný řádek. Takže co se stane po jeho vyprázdnění je, že se vyčistí (vybíje), a všechny řádky se hodinovým signálem posunou o jeden "dolů". Z toho posledního dole se zase sériově nasypou data do zesilovače a pak ADC? a celé se to opakuje, dokud se nevyprázdní všechny řádky. Je to jako když nakládáš vlaky. Vagony jsou jednotlivé buňky, řádek je celá souprava. Nejdřív musíš naložit/vyložit jednotlivé vagony, a když je hotovo, musí přijet další vlak.
Věřím, že technicky by to šlo zvládnout lépe, se zesilovačem a ADC pro každý řádek, nicméně by to i tak hodně papalo. Z nějakého důvodu se to nevyplatilo, vývoj se v tomhle ohledu spíš zastavil, a dalo se přednost CMOS, který má opravdový potenciál odečíst obsah všech pixelů naráz, s vysokým taktem a nízkou spotřebou.
Představ si, že máš snímač s X řádky. Ten poslední (pracovně nazveme spodní), ať už užívaný i pro expozici, nebo další pracovní, který se pro expozici nepoužívá má tu moc, vysypat ze sebe posuvem data do zesilovače a ADC. Tento jediný řádek. Takže co se stane po jeho vyprázdnění je, že se vyčistí (vybíje), a všechny řádky se hodinovým signálem posunou o jeden "dolů". Z toho posledního dole se zase sériově nasypou data do zesilovače a pak ADC? a celé se to opakuje, dokud se nevyprázdní všechny řádky. Je to jako když nakládáš vlaky. Vagony jsou jednotlivé buňky, řádek je celá souprava. Nejdřív musíš naložit/vyložit jednotlivé vagony, a když je hotovo, musí přijet další vlak.
Věřím, že technicky by to šlo zvládnout lépe, se zesilovačem a ADC pro každý řádek, nicméně by to i tak hodně papalo. Z nějakého důvodu se to nevyplatilo, vývoj se v tomhle ohledu spíš zastavil, a dalo se přednost CMOS, který má opravdový potenciál odečíst obsah všech pixelů naráz, s vysokým taktem a nízkou spotřebou.
