CMOS图像传感器中可编程增益放大器的设计

设计了一个低功耗宽摆幅全差分开关电容可编程增益放大器（PGA）。该放大器可实现近似1 dB步进,0～15 dB增益变化范围,可用于CMOS图像传感器。提出了一种可调补偿电容的运算跨导放大器（OTA）,通过补偿电容调节OTA带宽,大大降低了PGA的功耗。采用TSMC3.3 V 0.18μm工艺,在20 MSPS采样率下,使用Hspice仿真。结果显示,电路功耗仅为7 mW,输出摆幅为轨至轨,精度为12位。

一种应用于CMOS图像传感器的电容阵列PGA研究

研究了一种应用于1 024×1 024CMOS图像传感器中的温度计码电容阵列型可编程增益放大器(PGA)。该PGA采用开关电容阵列结构,通过改变输入与反馈电容值,实现了0～18dB的增益;同时,该PGA具有结构简单、电容阵列面积小、带宽大和反馈系数大等特点,其增益带宽50MHz、总谐波失真(THD)小于50dB。该PGA的信号处理能力完全满足12MHz速率、69dB动态范围CMOS图像传感器内部集成ADC对模拟输入信号的要求。

一种用于X光成像的CMOS模拟△-∑调制器

设计了一个用于32通道X光成像系统前端的模拟△-∑调制器。基于一种通用的2阶1比 特结构,引入了对调制器环路状态进行复位的操作来避免在通道数据间发生相干性。Hspice和 Matlab下的仿真表明,在0.54μm标准CMOS工艺下,采用30 MHz的采样时钟,该调制器可以保 证对每个通道14位以上的转换精度。该调制器采用5 V电源,功耗小于40 mW,面积为1.13 mm× 0.92 mm,可作为专用硬核使用。

一款像素级开关电容阵列波形采样芯片

设计了一款基于GSMC 130 nm CMOS工艺的像素级开关电容阵列(SCA)波形采样芯片。该芯片由32×32像素阵列和读写控制电路组成,每个像素集成了裸露的顶层金属、pn结和32×32 SCA,裸露的顶层金属和pn结作为电荷收集电极,SCA用于存储波形信号,每个像素尺寸约为150μm×156μm。测试结果表明:拟合的直流传输函数与理论分析相符,该波形采样芯片的输入满量程约为1 V,单次成像模式下帧率可达10 MHz,直流噪声等效噪声电荷电子个数约为24 890,对正弦波信号采样后能够比较好地还原出原始信号波形。