图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法与流程

专利2025-03-17  14


本发明涉及的是一种半导体图像传感器领域的技术,具体是一种用于图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法。


背景技术:

1、现有cmos图像传感器一般使用斜坡式模拟数字转换器(adc),传感器像素产生的电信号与斜坡信号分别做为比较器的输入端进行比较来确定数字输出值既此时计数器的数字值。这个斜坡信号的精度直接影响到模数转换的精度,从而影响到整个图像的质量的同时,现有由于结构特点导致无法在输出电压保持相同的精度和速度的情况下整体电路在较低的频率下工作、无法改变由于电流源按顺序开启所导致的热应力梯度效应以及无法补偿单位电流源之间的不匹配,从而降低整体的非线性。


技术实现思路

1、本发明针对现有斜坡信号产生电路的电流源按顺序依次开启易导致产生的热量分布不均,产生热应力梯度影响芯片可靠性的问题以及电路在设计和制造的过程中会产生梯度误差,导致单位电流源之间存在不匹配的缺陷,提出一种图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法,基于同一时钟信号生成一组存在相位差的控制信号组实现控制。有助于更加均匀的分布热量,从而改善整体的热性能的同时,利用多相位时钟使得n组电流源交错开启可以对于单位电流源之间的不匹配进行一定的补偿,从而降低整体的非线性度。

2、本发明是通过以下技术方案实现的:

3、本发明涉及一种图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法,将基础时钟信号分频后得到的若干个不同相位的降频时钟信号作为控制信号组,通过控制信号组中选择一对相位相反的降频时钟信号,对斜坡信号产生电路中的每个电流源组进行独立控制。

4、所述的电流源组的个数与分频数相同。

5、所述的不同相位的降频时钟信号是指:将时钟信号n分频,得到2n个不同相位的降频时钟信号,相邻信号之间的相位差为(pi/n)。

6、所述的独立控制是指:每两个降频时钟信号中任意一个的上升沿到来时,由这两个降频时钟信号所控制的电流源组中的一个单位电流源导通并参与输出电流的合成,即在基础时钟信号的每一个上升沿或下降沿,均有一个单位电流源导通并参与输出电流的合成。

7、优选地,斜坡信号产生电路中相邻两个电流源组内的电流源以相反的方向依次开启。

8、本发明涉及一种实现上述方法的斜坡信号产生电路,包括:温度计码电流舵dac、基准电流源产生电路和多相位降频时钟产生电路,其中:基准电流源产生电路为温度计码电流舵dac提供参考电流,多相位降频时钟产生电路为温度计码电流舵dac提供多相位降频时钟信号,温度计码电流舵dac生成具有精确时序的斜坡信号。

9、所述的温度计码电流舵dac包括:单位电流源阵列、开关阵列、电阻以及开关逻辑控制电路,其中:单位电流源阵列与开关阵列相连且一一对应并接收参考电流,开关阵列与电阻相连且由开关逻辑控制电路控制,开关逻辑控制电路根据多相位降频时钟信号生成控制信号。

10、技术效果

11、本发明将电流源等分成n组,将基础时钟信号n分频之后产生2n个不同相位的降频时钟信号,相邻信号之间的相位差为(pi/n),相位相反的降频时钟信号为一组来控制一组电流源开启,使得n组电流源交替开启,同时相邻两组电流源的内部开启顺序相反,n组电流源之间呈中心对称的开启顺序。相比现有技术,本发明输出电压在保持相同的精度和速度的同时,整体电路在较低的频率下工作,降低了对高速信号传输和处理的要求,减小了时钟信号受到外界因素的影响。n组电流源交错开启,有助于更加均匀的分布热量,从而改善传统斜坡信号产生电路中的热应力梯度问题,提高芯片可靠性。n组电流源交错开启还可以对于单位电流源之间由于电路制造中的梯度误差所产生的不匹配进行一定的补偿,从而降低整体的非线性度。



技术特征:

1.一种图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法,其特征在于,将基础时钟信号分频后得到的若干个不同相位的降频时钟信号作为控制信号组,通过控制信号组中选择一对相位相反的降频时钟信号,对斜坡信号产生电路中的每个电流源组进行独立控制;

2.根据权利要求1所述的图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法,其特征是,所述的电流源组的个数与分频数相同。

3.根据权利要求1所述的图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法,其特征是,所述的不同相位的降频时钟信号是指:将时钟信号n分频,得到2n个不同相位的降频时钟信号,相邻信号之间的相位差为(pi/n)。

4.根据权利要求1所述的图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法,其特征是,所述的斜坡信号产生电路中相邻两个电流源组内的电流源以相反的方向依次开启。

5.根据权利要求1-4中任一所述的图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法,其特征是,所述的斜坡信号产生电路,包括:温度计码电流舵dac、基准电流源产生电路和多相位降频时钟产生电路,其中:基准电流源产生电路为温度计码电流舵dac提供参考电流,多相位降频时钟产生电路为温度计码电流舵dac提供多相位降频时钟信号,温度计码电流舵dac生成具有精确时序的斜坡信号。

6.根据权利要求5所述的图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法,其特征是,所述的温度计码电流舵dac包括:单位电流源阵列、开关阵列、电阻以及开关逻辑控制电路,其中:单位电流源阵列与开关阵列相连且一一对应并接收参考电流,开关阵列与电阻相连且由开关逻辑控制电路控制,开关逻辑控制电路根据多相位降频时钟信号生成控制信号。

7.根据权利要求6所述的图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法,其特征是,将基础时钟信号clkin分频后得到的八个不同相位的降频时钟信号作为控制信号组clk1-clk8,相邻时钟信号之间的相位差为将八个时钟信号分为4组,相反相位时钟信号为一组,分别输入4组电流源中以控制电流源的开启顺序。

8.根据权利要求7所述的图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法,其特征是,所述的开启顺序是指:单位电流源与开关阵列一一对应,被等分成a/b/c/d 4组,4组相反相位的时钟信号分别被输入4组电流源中以控制电流源的开启顺序,每个降频时钟信号的上升沿会导致相应的一个单位电流源导通;由于时钟信号的相位差,电流舵dac中电流源开启顺序以控制信号组的相位顺序为准;


技术总结
一种图像传感器的斜坡信号产生电路的时序控制方法,将基础时钟信号分频后得到的若干个不同相位的降频时钟信号作为控制信号组,通过控制信号组中选择一对相位相反的降频时钟信号,对斜坡信号产生电路中的每个电流源组进行独立控制。本发明基于同一时钟信号生成一组存在相位差的控制信号组实现控制。有助于更加均匀的分布热量,从而改善整体的热性能的同时,利用多相位时钟使得N组电流源交错开启可以对于单位电流源之间的不匹配进行一定的补偿,从而降低整体的非线性度。

技术研发人员:印钰,庞江涛,邓黎平,贾景彬,李晓娟
受保护的技术使用者:芯视达科技(江苏)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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