【摘 要】
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由于超大规模集成电路和微细加工技术的发展,最近人们已经成功将图像传感器,模数转换电路,图像处理电路等模块集成在一块CMOS图像传感器芯片上,以达到低功耗,高性能,高集成度
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由于超大规模集成电路和微细加工技术的发展,最近人们已经成功将图像传感器,模数转换电路,图像处理电路等模块集成在一块CMOS图像传感器芯片上,以达到低功耗,高性能,高集成度和高可靠性的目的,并且大大降低系统成本和面积.CMOS图像传感器开始突破原来成像质量差的缺点,逐渐成为图像传感器领域的研究热点.本论文介绍了CMOS图像传感器集成的各种结构的模数转换器,并且总结了各种结构的优缺点.根据比较结果,选择了列级集成的Sigma-Delta模数转换器用于CMOS图像传感器,并阐述了原因.最后完成了Sigma-Delta模数转换器的关键部件——调制器电路的设计.本论文的主要工作包括以下三点:1.采用了模拟电路自顶向下的设计思想,根据需要从系统级提出了各种模拟单元主要指标和描述了主要的非理想因素,用Matlab搭建了一个二阶Sigma-Delta调制器的仿真模型.2.通过Hspice行为级仿真验证了系统级所提指标的正确性,并为后面的电路级仿真提供了正确的指标参数.3.在电路级,根据前级所提指标选择了合适的运算放大器和比较器,并且针对需要做了低功耗方面的考虑.最后完成了对整个调制器电路的电路级仿真并画出了版图.本文的Sigma-Delta调制器基于东部电子0.25um Mixed Signal工艺,2.5V电压供电.调制器采用二阶结构,当信号输入幅度为1V,基带带宽为30kHz,过采样比为64时,信噪比为58dB.一个列级集成的Sigma-delta调制器电路的功耗约为1.6mW.
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