بهینه سازی مبدل آنالوگ به دیجیتال سیکلیک دوازده بیتی توان پایین و کاربرد آن در سنسور تصویر CMOS

محورهای موضوعی : مهندسی الکترونیک

اصغر ابراهیمی ¹ (عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی)
مینا شیرالی ² (دانشگاه آزاد اسلامی واحد بوشهر ، گروه برق الکترونیک ، بوشهر ، ایران)

تاریخ دریافت : 1399/10/05 تاریخ پذیرش : 1399/10/05 تاریخ انتشار : 1399/02/01

کلید واژه: دوربینهای ویدئویی, تکنولوژی سنسورهای تصویری CMOS, ADC ستونی-موازی, Video Cameras, CMOS Video Sensor Technology, Column-Parallel ADC,

چکیده مقاله :

در این مقاله عملکرد دوربینهای ویدئویی با سرعت با استفاده از تکنولوژی سنسورهای تصویری CMOS بهبود یافته است.یک سنسور تصویری CMOS با سرعت بالا با خروجی موازی آنالوگ 1000 فریم بر ثانیه در 512*512 پیکسل و 3000 فریم بر ثانیه در 1024*1024 پیکسل پیشنهاد شده است.برای سنسورهای تصویر CMOS با وسعت بالا یک ADC پیکسلی یک ADC تقریب پیاپی ستونی-موازی گزارش شده است. آرایه های ADC ستونی-موازی با سرعت بالا و با رزولیشن 12 بیت دارای اندازه کوچک آرایش 0.09 در دو طرف آرایه تصویر گنجانده شده است.روشی برای تسریع سرعت تبدیل با استفاده از همزمان کردن متغیرها (کلاک متغیر) و خازنهای نمونه برداری توسعه داده شده است. تقویت کننده بار پیکسلی به حساسیت نوری V/lxs19.9 دست می یابد.اندازه کامل سیگنال در خروجی پیکسل v1.8 در منبع تغذیه v 3.3 است و میزان نویز 1.8 اندازه گیری شده است و دامنه پویای سگنال حاصل شده 60db است.

چکیده انگلیسی:

In this paper, the performance of high-speed video cameras using CMOS video sensor technology has been improved. A high-speed CMOS video sensor with parallel analog output of 1000 frames per second at 512 x 512 pixels and 3000 frames per second at 1024 x 1024 pixels For high-amplitude CMOS image sensors, a pixel ADC of a sequential column-parallel approximation ADC has been reported. High-speed, 12-bit columnar-parallel ADC arrays with a small 0.09 array size are included on either side of the image array. A method for accelerating conversion speeds using variable clock synchronization and sampling capacitors has been developed. Is. The pixel load amplifier achieves a light sensitivity of 19.9 V / lxs. The full signal size at the pixel output is 1.8V in the power supply 3.3V and the noise level is measured at 1.8 and the dynamic signal amplitude is 60dB.

منابع و مأخذ:

[1] D. X. Yang, A. E. Gamal, B. Fowler, and H. Tian, “A 640x512 CMOSImage Sensor with Ultra Wide Dynamic Range Floating-Point Pixel-LevelADC,” ISSCC Dig. Tech. Papers, pp. 308-309, Feb., 2002.

[2] W. Bidermann, A. E. Gamal, S. Ewedemi, J. Reyneti, H. Tian, D. Wile,D. Yang, “A 0.18m High Dynamic Range NTSC/PAL Imaging System-ona-Chip with Enhanced DRAM Frame Buffer,” ISSCC Dig. Tech. Papers, pp.212-213, Feb., 2007.

[3] O.Y. Pecht, A. Belenky, “Autoscaling CMOS APS with CustomizedIncrease of Dynamic Range,” ISSCC Dig. Tech. Papers, pp. 100-101, Feb.,2008.

[4] Steven Decker, R. Daniel McGrath, Kevin Brehmer, Gharles G. Sodini,“A 256 x 256 CMOS Imaging Array with Wide Dynamic Range Pixels andColumn-Parallel Digital Ouput”, IEEE J. Solid-State Circuits, 33, no. 12,pp. 2081-2091, 2009.

[5] S. H. Lewis and P.R.Gray, “A Pipelined 5-MSample/s 9-bit Analog-to-Digital Converter,’’ IEEE J. Solid-State Circuits, pp. 954-961, vol. SC-22,2010