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文檔簡介
1、時(shí)間延遲積分(TDI)圖像傳感器作為一種特殊的線陣圖像傳感器,除了擁有普通線陣圖像傳感器的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還具有高靈敏度、高成像質(zhì)量的特點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用在衛(wèi)星遙感、醫(yī)學(xué)成像等高科技領(lǐng)域。目前國內(nèi)外對(duì)于 TDI型圖像傳感器的研究成果主要集中在電荷耦合器件(CCD)上,對(duì)于CMOS型TDI圖像傳感器(TDI CIS)的研究還處于起步階段,而對(duì)高等級(jí)TDI CIS的研究較少。本文立足于TDI CIS中的傳統(tǒng)模擬累加器的結(jié)構(gòu)原理,對(duì)適于高等級(jí)TDI
2、 CIS的模擬累加器進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。
本文首先對(duì)適用于TDI圖像傳感器的幾種曝光方式進(jìn)行了對(duì)比,提出了用于實(shí)現(xiàn) TDI CIS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并對(duì)其中的模擬累加器的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。其次分析了限制傳統(tǒng)模擬累加器有效累加級(jí)數(shù)的原因,分別從寄生的來源、在積分階段和采樣階段的影響、建模仿真結(jié)果驗(yàn)證三個(gè)方面闡述了寄生問題。基于所分析的結(jié)果,提出了三種有效解決寄生影響的方法,包括:通過添加去耦開關(guān)削減積分器內(nèi)部寄生在積分階段的影響
3、;通過上極板采樣補(bǔ)償無法削減的寄生的影響;通過正反饋電容補(bǔ)償無法削減的寄生的影響?;谒治龅慕鉀Q方法,提出兩種適于高等級(jí)TDI CIS的模擬累加器的設(shè)計(jì)方案。最后,根據(jù)所提出的方案,本文設(shè)計(jì)了兩個(gè)128級(jí)的模擬累加器,完成其中各個(gè)模塊的電路與版圖設(shè)計(jì),并通過寄生提取工具,提取版圖的寄生網(wǎng)表,完成所提出結(jié)構(gòu)的后仿真驗(yàn)證。
128級(jí)模擬累加器對(duì)于像素信號(hào)的信噪比提升的理論值應(yīng)為21.072dB,而根據(jù)仿真結(jié)果,所提出的模擬累加器
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