CMOS图像传感器的四通道扩展计数ADC设计

作者：李明; 尹韬; 蔡刚; 高同强; 冯鹏; 刘力源; 吴南健

来源：微电子学与计算机, 2022, 39(06): 115-123.

DOI：10.19304/J.ISSN1000-7180.2021.1263

• CMOS图像传感器
• 相关多采样
• 多通道扩展计数ADC
• 增量型ADC
• 循环型ADC

面向科研领域应用的CMOS图像传感器，需要具有低噪声、高动态范围和高灰度分辨率的特点.本文分析了多通道扩展计数ADC结构的性能，提出了一种基于相关多采样技术(Correlated Multiple Sampling, CMS)的15位四通道扩展计数ADC.该ADC的4个并行输入通道采用增量型ADC,第二级采用1个循环型ADC在通道间复用.ADC电路基于0.11μm CMOS工艺进行设计，仿真结果显示，在128次多采样下，ADC的分辨率为15位，信号信噪比可提高9.22 dB,此时积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)分别为-3.32 LSB和-2.58 LSB,4通道最高采样率为133 KSPS,在3.3 V电源电压下，平均每通道功耗为650μW.

• 单位
  中国科学院半导体研究所; 中国科学院大学; 半导体超晶格国家重点实验室