[發明專利]一種用于8T像元的高速采樣電路及其控制方法

有效

• 申請號: 202010117697.6
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111263088B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 何杰;李闖澤;吳龍勝;李婷;曹天驕
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/378;H04N5/363;H04N5/351
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

1.一種用于8T像元的高速采樣電路，其特征在于：包括運算放大器(26)，運算放大器(26)的負極輸入端主線路連接列采樣開關(12)，經過列采樣開關(12)分別連接測試選通開關組及采樣電容開關組，測試選通開關組包括并聯在主線路上的外接測試光電信號選通開關(10)以及外接測試復位信號選通開關(11)，采樣電容開關組包括串聯在主線路上的第一可調采樣電容控制開關(13)和第二可調采樣電容控制開關(14)，第一采樣電容(101)并聯在第一可調采樣電容控制開關(13)和第二可調采樣電容控制開關(14)上，第二采樣電容(102)并聯在第一可調采樣電容控制開關(13)上；運算放大器(26)的負極輸入端與輸出端之間連接第一反饋電容(103)，與第一反饋電容(103)所在支路相并聯的設置有第二反饋電容支路以及緩沖開關支路，第二反饋電容支路包括串聯的第一可調反饋電容控制開關(15)以及第二可調反饋電容控制開關(16)，第二可調反饋電容控制開關(16)上并聯第二反饋電容(104)，緩沖開關支路上設置有緩沖開關(17)；運算放大器(26)的輸出端連接輸出采樣復位與信號控制開關組，輸出采樣復位與信號控制開關組包括并聯設置的第一輸出采樣復位控制支路、第一輸出采樣信號控制支路、第二輸出采樣復位控制支路以及第二輸出采樣信號控制支路，每條控制支路均包括串聯的兩個控制開關以及一端連接在兩個控制開關之間的輸出采樣電容，輸出采樣電容的另一端接地；通過每一組輸出采樣復位控制支路與輸出采樣信號控制支路的控制開關交替打開實現積分信號選通和參考信號選通，兩組控制支路交替采樣；

所述列采樣開關(12)在輸出采樣復位與信號控制開關組兩組支路采樣階段各有斷開時間且滿足精度間隔要求；

每一組輸出采樣復位控制支路與輸出采樣信號控制支路的輸出采樣電容所采樣的光電信號和復位信號具有相關性。

2.根據權利要求1所述用于8T像元的高速采樣電路，其特征在于：所述運算放大器(26)的正極輸入端連接共模電平Vcm，調節共模電平Vcm來調節運算放大器(26)的電壓范圍。

3.一種基于權利要求1-2中任一項所述用于8T像元的高速采樣電路的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：在讀取某列數據時，運算放大器(26)提前一個時鐘周期進入使能狀態，運算放大器(26)連接為單位增益形式，建立運放工作點；打開列采樣開關(12)，第一輸出采樣復位控制支路、第一輸出采樣信號控制支路的控制開關依次打開，分別輸出積分信號和參考信號，在這一階段采樣進行的同時，上一行的采樣數據由第二輸出采樣復位控制支路、第二輸出采樣信號控制支路的控制開關依次打開輸出ADC信號，如此交替采樣、量化；

在電路正常工作狀態下，測試光電信號選通開關(10)和測試復位信號選通開關(11)處于永久斷開狀態；在特殊工作狀態下，列采樣開關(12)處于永久斷開狀態，測試光電信號選通開關(10)和測試復位信號選通開關(11)分別導通，導通時間與列采樣開關(12)狀態一致；使得在圖像傳感器整體輸出異常的情況下，定位輸出異常的位置是像元或者讀出電路；

列采樣開關(12)的斷開時間滿足相關雙采樣的精度間隔要求；

交替采樣期間，所述緩沖開關(17)產生的KTC噪聲具有相關性。

4.根據權利要求3所述的控制方法，其特征在于：

第一可調反饋電容控制開關(15)以及第二可調反饋電容控制開關(16)的控制信號相反，第一可調采樣電容控制開關(13)與第二可調采樣電容控制開關(14)的控制信號相反。