文档介绍：天津大学
硕士学位论文
CMOS图像传感器系统中的列并行高速ADC的研究设计
姓名:李晓晨
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:李斌桥
20070101
中文摘要关键词:图像传感器,列并行结构,单斜模数转换器,循环模数转换器在当今时代,信息爆炸,人们对信息的渴望是随时随地的。因此随蓑科学技噪声——列南椒ǎ诤艽蟪潭壬霞跎倭肆蠪噪声对图像质量的严术的不断进步,便携式数码产品以其体积小,功耗低,易于携带等优点拥有着当前以及未来广阔的市场。在视频技术领域,图像传感器以其具有功耗低、摄像系统尺寸小、霹将信号处理电路与像素采集阵列集成在一个芯片上等优点,正在逐步成为传统的枷翊ǜ衅鞯奶娲贰枷翊ǜ衅鞯睦蠢捶⒄方向是大动态范围、高分辨率、高灵敏度、微型化和多功能化。这就给图像传感器系统的设计提出了更高的要求,特别是随着工艺水平的不断提高,尺寸的不断缩小,模拟电路设计所面临的挑战就越来越大。模数转换器是模拟世界和数字世界的接口,是模拟电路设计中重要的部分。因此找到适合于图像传感器系统的模数转换器显得尤为重要。本文主要从图像传感器系统对模数转换器的需求出发,论述了列并行处理结构的模数转换器的特点和应用以及设计方法。考虑到列并行处理结构在数据处理速度上的优势,模数转换器的精度和数据吞吐量就成为了设计的主要考虑因素。本文中分别介绍了两种列并行结构豹模数转换器:—低巢隽肆街諥设计中的关键问题。,斜坡发生器的实现方式及设计方法,比较器的失调,滤波器的选择和读毒电路都做了比较详尽靛论述;对于睦砺鬯钓ǎ峁寡≡瘢电路实现都做了比较详细的描述,特别是提出了一种图像传感器的重要重干扰,有着比较好的实际效采。该设计是基予艺的基础上,通过仿真验证。/氖萃掏铝肯拢迪至母呔ǘ群徒鲇左右的低功耗。迪至薼木ǘ纫G螅⑶以谒俣壬媳萐猻了很大的提蹇,完成一次转换只需要钠杓洌庋等焱枷翊ǜ衅鞯闹频几乎是采用峁沟耐枷翊ǜ衅鞯倍,而只消耗左右的功耗,给图像传感器性能的迸~步提高创造了可能。总之两种髯杂着鑫身的特点和瘦用环境,是嚣种重要鑫冬列并行模数转换器。
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翩躲和听学位论文作者签名:套固温学位论文作者签名:孪咳覆学位论文版权使用授权书签字日期:月签字日期:淠陑月独创性声明或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤鲞盎鲎或其他教育机构的学位或证立彻陎胃本学位论文作者完全了解苤鲞苤堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权基壅盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检;目本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究王作和取褥的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书丽使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所傲的任何贡献均已在论文中签字匿期:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。艿难宦畚脑诮饷芾谑视帽臼谌ㄋ底作了明确的说明并表示了谢意。日
第一章绪论图像传感器简介过去的几十年中,枷翊ǜ衅饕恢敝髟鬃磐像传感器市场。但枷翊ǜ衅鞔嬖谧徘缏泛托藕糯淼缏泛苣延氤上阵列单片集成,需要高电压工作,成品率低,成本高等缺点。图像传感器【科涫挡⒉皇亲罱贝牟铮氲绾神詈掀骷图像传感器的研究几乎是同时起步,但由于受当时工艺水平的限制,图像传感器图像质量差、分辨率低、噪声降不下来和光照灵敏度不够,因而没有得到重视和发展。为克服这些缺点,国外开展了图像传感器的研制。随着标准大规模集成电路技术的不断发展,过去图像传感器制造工艺中的技术难关都找到了相应解决的途径,从而大大促进了图像传感器发展。图像传感器本身具有着骷薹ū饶獾挠诺悖缦袼卣罅与处理电路单片集成,低电压、低系统复杂度和低成本。因此,制作出高质量、低成本的图像传感器已成为可能。图像传感器:,相对骷裕成度高、功耗小、成本低、可以设计成罚孀臗ひ盏母慕噪声和暗电流特性等性能越来越好,骷钪战ù鍯器件现有的应用。随着工艺和固体图像传感器技术的不断完善,图像传感器发展很快,国外各大公司和科研机构已经开发出多种类型的图像传感器和以图像传感器为核心的摄像系统【。模数转换器是混合信号处理系统中最为关键的电路之一。随着半导体工艺技术的不断发展,数字电路的性能获得了飞速提升,电路速度提高,功耗降低,芯片所实现的功能越来越强大,为了满足数字电路应用的需要,对作为自然界和数字世界接口的模数转换器的性能提出了更高的要求。在校珹;黄髁幼拍D庑藕藕褪中藕牛龆讼低衬芊裾9作。魑M枷翊ǜ衅飨低扯脸龅缏分械囊桓鲋匾W槌刹糠郑鸬搅肆幽拟信号和数字信号之间桥梁的作用,所以木ǘ群退俣仍诤艽蟪潭壬暇龆了图像传感器的性能。当今国内外所研究的图像传感