本文關(guān)鍵詞： 圖像傳感器 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 RSD算法 高增益運算放大器 FFT仿真　出處：《吉林大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著科技發(fā)展越來越迅速,在日常生活、工作學習中存在著各種各樣的圖像信息,而獲得這些信息的設備核心是圖像傳感器,并廣泛的應用于工業(yè)、航空航天、醫(yī)療、消費等領域。圖像傳感器將存在于外界的實物與獲取圖像信息設備內(nèi)部的數(shù)字信號處理系統(tǒng)連接起來,并將光信號轉(zhuǎn)換為易于處理的電信號。在圖像傳感器內(nèi)部,模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為核心部分,其性能影響著整個系統(tǒng)的優(yōu)劣。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的種類繁多,不同的結(jié)構(gòu)具有不同的性能優(yōu)勢,考慮到所設計的模數(shù)轉(zhuǎn)換器主要應用于CMOS圖像傳感器,決定采用循環(huán)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器,對像素陣列輸出的模擬信號進行轉(zhuǎn)換。然后將得到的高精度數(shù)字信號輸入到DSP系統(tǒng)做進一步處理。在電路設計過程中,由于存在一些非理想因素,例如開關(guān)電容噪聲、器件失配等,導致模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能降低。為此,本文對各種非理想因素進行了詳細的分析及討論,了解它們對電路性能的影響,采取有效措施盡可能的減小或避免這些誤差,使電路得到優(yōu)化。本文主要對應用于CMOS圖像傳感器的循環(huán)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行了研究和設計。采用傳統(tǒng)編碼方式的ADC,由于存在比較器失調(diào)誤差,可能會導致失碼,降低系統(tǒng)精度。因此本文采用了RSD算法,降低了比較器失調(diào)誤差對系統(tǒng)性能的影響。為了達到系統(tǒng)對ADC高精度、低功耗的性能要求,設計了具有高增益的運算放大器和無靜態(tài)電流的動態(tài)比較器。最后,采用標準CMOS工藝,對循環(huán)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行了版圖設計,并對其進行FFT仿真,得到以下結(jié)果:芯片面積為9μm×570μm,在采樣頻率是100kHz的情況下,SNDR為72.4dB,SFDR為80.4dB,電源電壓為5V,功耗為140μW,FOM為0.34pJ/conv.-step。
[Abstract]:An analog - to - digital converter ( ADC ) is used in the field of industrial , aerospace , medical , consumer and so on .

【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP212;TN792

【參考文獻】

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本文編號：1485494