多光谱TDI-CMOS图像传感器读出电路设计

针对3D集成式多光谱TDI-CMOS图像传感器的数字化处理和高速读出需求,为了解决与TDICCD探测器的整体布局、物理尺寸和接口的匹配性和一致性问题,研制了适用于五谱段TDICCD的CMOS读出电路芯片。该读出电路芯片创新地设计了一种使用多相位ADC时钟、支持相关多次采样的新型列级单斜ADC电路结构,实现了TDICCD信号的数字化和高速输出,有效提升了探测器的动态范围和噪声指标。流片测试结果表明:读出电路芯片的功能正常,集成式TDICCD的成像效果良好,新型列级ADC工作正常,读出电路以最小9.5μs的行周期输出14 bit数据,相关多次采样具备降低输出信号噪声的作用,实现了TDICCD信号的高精度数字化处理和高速输出,满足3D集成式TDI-CMOS图像传感器的研制要求。

应用于CMOS图像传感器的带保护LDO电路的设计

随着CMOS图像传感器(CIS)的广泛应用,低功耗、高集成化、高稳定性成为其发展趋势,低压差线性稳压器(LDO)因体积小、功耗低、噪声低及电源抑制比高等优点而满足芯片供电需求。为了避免传统电源在芯片异常时仍持续工作致使功耗增加或芯片烧毁,设计了一种可应用于CMOS图像传感器的LDO电路,并加入了LDO的保护电路结构。该保护电路具有欠压保护与过流保护的功能,并能够通过数字电路对LDO进行使能控制。基于0.11μm CMOS工艺平台对LDO及其保护电路进行仿真与分析,完成了该工艺下电路版图的绘制和验证。

应用于微小卫星的CMOS图像传感器芯片设计

针对小卫星以至微纳卫星领域的应用需求,文章对具有抗辐照能力的CMOS图像传感器的芯片架构和关键技术进行了研究,着重对行列选电路、低噪声信号读出、可编程增益放大器和片上ADC等电路设计技术进行了分析和仿真验证。基于0.35μm CMOS抗辐照技术和工艺开展了芯片的关键电路仿真、设计和整体版图设计验证。流片后的测试结果表明,该CMOS图像传感器具有高动态、低噪声和抗辐照特点,其噪声电子为42e-,动态范围为69dB,当辐射总剂量大于100krad(Si)时,器件噪声指标符合预期。

一种CMOS图像传感器片上LVDS驱动电路设计

为满足CMOS图像传感器(CIS)图像数据高速输出的需求,提出一种适用于CIS的片上高速低电压差分信号(LVDS)驱动电路结构。首先介绍了CIS高速数据传输接口的常见类型、LVDS接口技术的起源和特点;接着根据CIS的需求特点确定了LVDS驱动电路的设计思路和结构;最后给出了驱动电路设计原理图和仿真结果,以及接收端眼图仿真结果。仿真结果表明,该LVDS驱动电路,数据传输速率可以达到500Mb/s,所有参数均满足TIA/EIA-644A接口标准的需求,接收端眼高为310mV,眼宽为0.9UI。

基于片上系统的时钟复位设计

从方法优化和电路设计入手,提出了基于片上系统(SOC)的复位方法和时钟复位电路。设计了片外按键复位电路、片内上电电路、晶振控制电路、片内RC低频时钟电路、槽脉冲产生电路、分频延时电路、时钟切换电路及异步复位同步释放电路等电路模块。以上电路模块构成了片上系统的时钟复位电路,形成了特定的电路时钟复位系统。该时钟复位系统将片外按键复位与片内上电复位结合起来,形成多重复位设计,相比单纯按键复位更智能,相比单纯上电复位则更可靠。另外,该时钟复位系统还采用了片内RC振荡时钟电路等一系列电路,借助片内RC时钟实现对芯片的延时复位,进而在保证复位期间寄存器得到正确初始化的同时,还使得芯片能够始终处在稳定的晶振时钟下正常工作。相比传统的时钟复位电路,该时钟复位系统既便捷,又保证了系统初始化和系统工作的可靠性。

一种单片集成式光-频率转换芯片

介绍了一种单片集成式光-频率转换芯片,给出了流片芯片的测试结果。芯片内部光电二极管产生随光强变化的光生电流,积分电容将其转换为电压信号,当电压达到比较器阈值时,比较器翻转,振荡电路振荡,光强被转变为频率信号。采用0.6μm 2P3M工艺进行了流片,实现了芯片在三端封装条件下的正常工作,芯片尺寸为1.8mm×1.7mm,光敏区面积为850μm×850μm,非线性小于1%,暗电流小于1Hz,输出信号占空比为50%,芯片最高输出频率为1MHz。

500kV变电站的节能设计

为了降低500kV变电站的能耗,对变电站设备选型设计进行了详细的经济技术比较,选择了损耗较低的ASA主变压器、油浸式并联电抗器和非晶合金变压器,大大减小了变电站的损耗,具有广泛的社会经济效益。