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摘要
提出了一种用于CMOS图像传感器的列并行单斜式ADC(analog-to-digital converter)回踢噪声自补偿方法,有效抑制了量化比较器对高精度共享斜坡的回踢与串扰。为了消除原始节点的回踢噪声,通过检测列级斜坡信号的突变来补偿列间共享斜坡信号线的串扰,阻断噪声在共享斜坡信号线上的传输。采用本文提出的方法,基于55 nm 1P4M CMOS工艺,完成了3 072(H)×2 560(V)CMOS图像传感器芯片的设计与实验,该传感器实现了12位精度的列并行数字量化。当同时翻转100到1 000列时,在最坏的情况下,回踢噪声可以降低到1 LSB以下,并在不增加功耗和面积的情况下实现了自补偿。测量结果表明,该单斜式ADC工作频率为500 MHz,12位线性A/D转换的数字相关双采样行时间为4.6μs,DNL控制在±0.48 LSB以内,INL不大于±4 LSB,信噪比高达71 dB。重要的是,每列的功耗仅为24μW。
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