CMOS圖像傳感器列級(jí)ADC研究與設(shè)計(jì).pdf_第1頁
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1、CMOS圖像傳感器以其功耗低、體積小、價(jià)格便宜等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于圖像采集領(lǐng)域。目前,應(yīng)用在 CMOS圖像傳感器的ADC中,列級(jí) ADC與芯片級(jí)ADC相比,對(duì)ADC速度要求較低,降低了設(shè)計(jì)難度;與像素級(jí)ADC相比,提高了填充因子,從而提高了圖像傳感器的光電轉(zhuǎn)換效率,因此列級(jí)ADC得到了廣泛應(yīng)用。但常用的三種列級(jí)ADC中,單斜ADC(Single-Slope ADC,SS ADC)轉(zhuǎn)換速度低、逐次逼近ADC(Successive-Appro

2、ximation ADC,SA ADC)占用芯片面積大、循環(huán)ADC(Cyclic ADC)功耗高,因此需進(jìn)一步對(duì)列級(jí)ADC進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。
　　本文在研究列級(jí)ADC國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)兩步SA ADC,該ADC利用一個(gè)5位DAC實(shí)現(xiàn)10位精度轉(zhuǎn)換,從而將每列版圖面積減小為傳統(tǒng)SA ADC面積的1/2。接著在兩步SA ADC的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)單斜與逐次逼近結(jié)合ADC,即SS-SA ADC。該ADC利用SS ADC實(shí)現(xiàn)

3、5位粗量化,兩步SA ADC實(shí)現(xiàn)5位細(xì)量化,并采用區(qū)間交疊方式實(shí)現(xiàn)了誤差校正。SS-SA ADC與兩步SA ADC相比,在保持每列版圖面積的同時(shí),提高了精度。
　　兩種ADC均采用GSMC0.18μm1P4M標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)兩步SA ADC進(jìn)行了前仿真驗(yàn)證、版圖設(shè)計(jì)和后仿真驗(yàn)證,其有效位數(shù)為9位,每列版圖面積減小為傳統(tǒng)SA ADC版圖面積的1/2;對(duì)SS-SA ADC進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,其有效位數(shù)為9.81位,每列功耗0.

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