سنسور تصویر CMOS با مبدل داده 10 بیتی ستون-موازی دو-مرحله ای

تیموری, مسعود

سنسور تصویر CMOS با مبدل داده 10 بیتی ستون-موازی دو-مرحله ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

مسعود تیموری

گروه الکترونیک، دانشکده برق، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

در این مقاله یک سنسور تصویری معرفی شده است که دقت و سرعت عکسبرداری بالایی دارد. بطوریکه برای این کار، یک مدار خواندن سیگنال پیکسلی معرفی شده است که با توان مصرفی مشابه مدار رایج سورس-فالوور، از لحاظ خطییت 14دسی‌بل و از لحاظ دقت 16% بهبود یافته است. کل نویز ارجاع شده به ورودی مدار خواندن پیکسل برای پهنای باند 1 هرتز تا 1 گیگا هرتز، 0/7 میلی‌ولت و توان مصرفی آن بدون مدار بایاس 16/9 میکرو وات می‌باشد. سنسور تصویر مربوطه بر اساس معماری رایج ستون-موازی طراحی شده و برای تبدیل سیگنال‌های آنالوگ پیکسل‌ها به دیجیتال، ساختاری معرفی شده است که توانایی تبدیل این سیگنال‌ها به 10 بیت داده دیجیتال را در دو فاز متوالی دارد. این روش باعث شده است بدون افزایش قابل ملاحظه توان مصرفی نسبت به مبدل رایج با ساختار تک-شیب تک-مرحله‌ای، سرعت نمونه برداری 16 برابر افزایش یابد. تمامی مدارات در تکنولوژی CMOS TSMC 0.18µm طراحی شده و توسط نرم افزار Cadence پیاده‌سازی و توسط سیمولاتور Spectre شبیه‌سازی شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

CMOS Image Sensor with 10-Bit Two-Stage Column-Parallel Data Converter

نویسنده [English]

Masood Teymouri

Faculty of Electrical Engineering, Urmia University of Technology, Urmia, Iran

چکیده [English]

In this paper, an image sensor is introduced which can take photos at high-speed. For this purpose, a pixel readout circuit has been introduced. So that with the same power consumption of the conventional source follower circuit, linearity and accuracy are improved 14dB and 16%, respectively. Total input referred noise of the pixel readout circuit in the band width of 1hz-1GHz is 0.7mv and power consumption without bias circuit is 16.9µw. The proposed image sensor is designed based on the column- parallel architecture, and a new structure has been introduced to convert pixel analog signals to digital, which can convert pixels signals to 10 bits digital data in two consecutive phases. This method has led to 16 times increase in sampling rate without significantly increasing power consumption compared to a conventional single-slope ADC. All circuits are designed in TSMC 0.18µm CMOS technology and implemented by Cadence software and simulated by the Spectre circuit simulator.

کلیدواژه‌ها [English]