文档名:面向亿级CMOS图像传感器的高速全并行两步式ADC设计方法
摘要:针对传统单斜式模数转换器(Analogue-to-DigitalConversion,ADC)和串行两步式ADC在面向大面阵CMOS图像传感器读出过程中的速度瓶颈问题,本文提出了一种用于高速CMOS图像传感器的全并行两步式ADC设计方法,该ADC设计方法基于时间共享和时间压缩思想,将细量化时间提前到粗量化时间段内,解决了传统方法的时间冗余问题;同时针对两步式结构在采样过程中的电荷注入和时钟馈通问题,提出了一种基于误差同步存储技术的误差校正方法,消除了采样电路非理想因素对ADC性能的影响.本文基于55nm1P4MCMOS工艺对所提方法完成了详细电路设计和全面测试验证,在模拟电压为3.3V,数字电压为1.2V,时钟频率为250MHz,输入信号为1.472V的设计条件下,本文设计实现的13bitADC转换时间为512ns,DNL(DifferentialNonLinearity)为+0.8/-0.8LSB,INL(Inte-gralNonLinearity)为+2.1/-3.5LSB.信噪失真比(SignaltoNoiseandDistortionRatio,SNDR)达到70dB,有效位数为11.33bit,列级功耗为47μW.相比现有的先进ADC,本文提出的方法在保证低功耗、高精度的同时,使ADC转换速率提高了74.4%以上,为高速高精度CMOS图像传感器的读出与量化提供了一定的理论支撑.
作者:郭仲杰 许睿明 程新齐 余宁梅 苏昌勖 李晨Author:GUOZhong-jie XURui-ming CHENXin-qi YUNing-mei SUChang-xu LIChen
作者单位:西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048
刊名:电子学报 ISTICEIPKU
Journal:ActaElectronicaSinica
年,卷(期):2023, 51(8)
分类号:TN47
关键词:CMOS图像传感器 列并行ADC 单斜式ADC 两步式 全并行
Keywords:CMOSimagesensors column-parallelADC single-slopeADC two-step fullyparallel
机标分类号:TP212TP391.41TN792
在线出版日期:2023年11月23日
基金项目:面向亿级CMOS图像传感器的高速全并行两步式ADC设计方法[
期刊论文] 电子学报--2023, 51(8)郭仲杰 许睿明 程新齐 余宁梅 苏昌勖 李晨针对传统单斜式模数转换器(Analogue-to-DigitalConversion,ADC)和串行两步式ADC在面向大面阵CMOS图像传感器读出过程中的速度瓶颈问题,本文提出了一种用于高速CMOS图像传感器的全并行两步式ADC设计方法,该ADC设计方法...参考文献和引证文献
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