在机器视觉系统中，镜头的主要功能是将成像目标对准图像传感器的光敏表面。机器视觉系统处理的所有图像信息均通过镜头得到，镜头的质量直接影响到视觉系统的整体性能。合理地选择和安装镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。
那么我们应该如何为机器视觉系统的工业镜头应该如何选型呢？
工业镜头的选型是一项比较复杂的过程，需要了解镜头的具体用途、使用环境、再经过多方面实验操作才能确定最终的参数。在不确定实际具体的使用场景时，千万不要贸然的购买镜头，以免因为无法发挥镜头成像功能，而得不到到清晰图像，进而影响产品检测质量，严重的还有可能导致项目研发失败增加成本。
在为工业镜头进行选型时，我们应该注意以下几个方面：
一、工作距离、焦距
工业镜头选型的时候，工作距离和焦距往往结合起来考虑。一般地，可以采用这个思路：先明确系统的分辨率，结合CCD像素尺寸就能知道放大倍率，再结合空间结构约束就能知道大概的物像距离，进一步估算工业相机镜头的焦距。所以工业相机镜头的焦距是和工业相机镜头的工作距离、系统分辨率(及CCD像素尺寸)相关的。
焦距的选择要注意区分定焦距和变焦距：
1、定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，应相应调节光圈的大小。无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用于光源恒定或工业相机自带电子快门的情况。
2、变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。二可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下，CS型接口镜头的视场角将大于C型接口镜头的视场角。
二、像面大小和像质
所选工业相机镜头的像面大小要与相机感光面大小兼容，遵循“大的兼容小的”原则——相机感光面不能超出镜头标示的像面尺寸——否则边缘视场的像质不保。像质的要求主要关注MTF和畸变两项。在测量应用中，尤其应该重视畸变。
三、镜头光圈
镜头按光圈分为手动光圈镜头和自动光圈镜头，选择依据主要根据环境的光线是否稳定，环境稳定的一般选用手动光圈，一次调试OK后即可,反之选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的工业相机)，这样便可以实现画面亮度的自动调节。对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种，即直流电压控制及视频信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上，工业相机自动光圈镜头插座的连接方式上，以及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上，三者注意协调配合好即可。
四、镜头规格
镜头规格一般分为1/3″、1/2″和2/3″等等。在一定的情况下，镜头焦距与镜头视场角的关系为：镜头焦距越长，其镜头的视场角就越小;在镜头焦距一定的情况下，镜头规格与镜头视场角的关系为：镜头规格越大，其镜头的视场角也越大。在镜头物距一定的情况下，随着镜头焦距的变大，画面范围就越小，但画面细节越来越清晰;而随着镜头规格的增大，画面范围就增大,但其画面细节越来越模糊。
除了以上四个比较重要的因素外，工业镜头的选择要考虑的因素、注意的参数有很多，比如镜头接口、成像景深、波长等等，都需要综合考虑到，需要我们根据实际的情况进行选型，才能找到合适的工业镜头。
电源、地线的处理
既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、
地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因， 现只对降低式抑制噪音作以表述：众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5
mm
对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,
即构成一个地网来使用；模拟电路的地不能这样使用，应用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。
数字电路与模拟电路的共地处理
现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。
数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地
线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。
信号线布在电（地）层上
在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。
大面积导体中连接腿的处理
在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：①焊接需要大功率加热器。②容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heat
shield）俗称热焊盘（Thermal），这样，可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电（地）层腿的处理相同。
一、MOS管选型注重的参数
1、负载电流IL --它直接决定于MOSFET的输出能力；
2、输入-输出电压–它受MOSFET负载占空比能力限制；
3、开关频率FS–参数影响MOSFET开关瞬间的耗散功率；
4、 MOS管最大允许工作温度–这要满足系统指定的可靠性目标。
二、MOS管主要参数及使用
在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，一般都要考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等因素。
MOSFET管是FET的一种，可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS管，所以通常提到的就是这两种。
这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。
在MOS管内部，漏极和源极之间会寄生一个二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载(如马达)，这个二极管很重要，并且只在单个的MOS管中存在此二极管，在集成电路芯片内部通常是没有的。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免。
（一）MOS管导通特性
导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。
NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况(低端驱动)，只要栅极电压达到一定电压（如4V或10V,其他电压，看手册）就可以了。
PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。
（二）MOS开关管损失
不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，因而在DS间流过电流的同时，两端还会有电压，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几毫欧，几十毫欧左右。
MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越快，导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。降低开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。
（三）MOS管驱动
MOS管导通不需要电流，只要GS电压高于一定的值，就可以了。但是，我们还需要速度。
在MOS管的结构中可以看到，在GS，GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。
普遍用于高端驱动的NMOS，导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同，所以这时栅极电压要比VCC大(4V或10V其他电压，看手册)。如果在同一个系统里，要得到比VCC大的电压，就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵，要注意的是应该选择合适的外接电容，以得到足够的短路电流去驱动MOS管。
三、MOS管选型注意事项
第一步：选用N沟道还是P沟道
低压侧开关选N-MOS，高压侧开关选P-MOS
根据电路要求选择确定VDS，VDS要大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护，使MOS管不会失效。
第二步：确定额定电流
额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。与电压的情况相似，设计人员必须确保所选的MOS管能承受这个额定电流，即使在系统产生尖峰电流时。
MOS管并不是理想的器件，因为在导电过程中会有电能损耗，这称之为导通损耗。
MOS管在“导通”时就像一个可变电阻，由器件的RDS（ON）所确定，并随温度而显著变化。
器件的功率耗损可由Iload2×RDS（ON）计算，由于导通电阻随温度变化，因此功率耗损也会随之按比例变化。对MOS管施加的电压VGS越高，RDS（ON）就会越小；反之RDS（ON）就会越高。
第三步：确定热要求
器件的结温等于最大环境温度加上热阻与功率耗散的乘积（结温=最大环境温度+［热阻×功率耗散］）。根据这个方程可解出系统的最大功率耗散，即按定义相等于I2×RDS（ON）。
第四步：决定开关性能
选择MOS管的最后一步是决定MOS管的开关性能。影响开关性能的参数有很多，但最重要的是栅极/漏极、栅极/
源极及漏极/源极电容。这些电容会在器件中产生开关损耗，因为在每次开关时都要对它们充电。MOS管的开关速度因此被降低，器件效率也下降。
四、Mosfet参数含义说明
Vds：DS击穿电压.当Vgs=0V时，MOS的DS所能承受的最大电压
Rds(on)：DS的导通电阻.当Vgs=10V时，MOS的DS之间的电阻
Id：最大DS电流.会随温度的升高而降低
Vgs:最大GS电压.一般为：-20V~+20VI
dm:最大脉冲DS电流.会随温度的升高而降低，体现一个抗冲击能力，跟脉冲时间也有关系
Pd:最大耗散功率
Tj:最大工作结温，通常为150度和175度
Tstg:最大存储温度
Iar:雪崩电流
Ear:重复雪崩击穿能量
Eas:单次脉冲雪崩击穿能量
BVdss：DS击穿电压
Idss:饱和DS电流，uA级的电流
Igss:GS驱动电流，nA级的电流.
gfs:跨导
Qg:G总充电电量
Qgs:GS充电电量
Qgd:GD充电电量
Td(on):导通延迟时间，从有输入电压上升到10%开始到Vds下降到其幅值90%的时间
Tr:上升时间，输出电压VDS从90%下降到其幅值10%的时间
Td(off):关断延迟时间，输入电压下降到90%开始到VDS上升到其关断电压时10%的时间
Tf:下降时间，输出电压VDS从10%上升到其幅值90%的时间(参考图4)。
Ciss:输入电容，Ciss=Cgd+Cgs.
Coss:输出电容，Coss=Cds+Cgd.
Crss:反向传输电容，Crss=Cgc.
五、结束
MOS管广泛使用在模拟电路与数字电路中，和我们的生活密不可分。MOS管的优势在于：首先驱动电路比较简单。MOS管需要的驱动电流比BJT则小得多，而且通常可以直接由CMOS或者集电极开路TTL驱动电路驱动；其次MOS管的开关速度比较迅速，能够以较高的速度工作，因为没有电荷存储效应；另外MOS管没有二次击穿失效机理，它在温度越高时往往耐力越强，而且发生热击穿的可能性越低，还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。MOS管已经得到了大量应用，在消费电子、工业产品、机电设备、智能手机以及其他便携式数码电子产品中随处可见。
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「KIA半导体」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_42597971/article/details/100115995