[發明專利]一種應用于紅外焦平面讀出電路的時序控制電路

有效

• 申請號: 202011240326.3
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112422137B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 趙毅強;王秋緯;李堯;鄭肖肖
• 申請（專利權）人: 天津大學合肥創新發展研究院
• 主分類號: H03M13/29
• 分類號: H03M13/29
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發明公開了一種應用于紅外焦平面讀出電路的時序控制電路，應用于A×B的紅外焦平面陣列，包括列選通時序控制電路、行選通時序控制電路和選通開關，列選通時序控制電路與行選通時序控制電路連接，列選通時序控制電路的復位端接復位信號且其時鐘端接時鐘信號，行選通時序控制電路的復位端接復位信號，列選通時序控制電路的列選通信號作為選通開關的輸入信號，行選通時序控制電路的輸出信號作為選通開關的控制信號；本發明的優點在于：電路規模小，功耗低，大大減少工作量和復雜度。

技術領域

本發明涉及混合信號集成電路領域，更具體涉及一種應用于紅外焦平面讀出電路的時序控制電路。

背景技術

紅外成像探測技術自發明以來，被重點應用于軍事的各個方面，而且在衛生醫療、設備檢測等領域也備受關注。隨著紅外成像技術的不斷發展，紅外焦平面陣列(InfraredFocal?Plane?Array,IRFPA)也逐漸為國內外研究者所重視。IRFPA成像系統主要包括兩個部分：探測器單元陣列和讀出電路(Readout?Integrated?Circuit,ROIC)。隨著集成電路產業技術的不斷進步，像元陣列規模不斷擴大，像元尺寸不斷縮小，ROIC的性能成為制約IRFPA成像系統發展的關鍵因素，因此對具有高性能的ROIC的研究具有重大意義。

在紅外焦平面讀出電路中需將探測器組成探測器陣列，配合讀出電路進行信號的采集、放大、轉換、采樣，最終實現面陣行列之間的輸出信號讀出，所以需要設計面向紅外焦平面讀出電路多信號讀出的時序控制電路。

紅外焦平面讀出電路的時序控制電路可以產生對多路輸出開關通斷的控制信號，從而實現多路輸出信號的選通與依次串出。時序控制電路可以通過Verilog等硬件描述語言，通過編寫描述相應功能的代碼，利用EDA工具將代碼綜合為門級網表，最終轉為所需的數字版圖。但是由于讀出電路的前端通常為模擬電路，采用這種方式在整體電路仿真時需要利用數模混仿的方式對電路整體功能進行仿真，大大增加了工作量和復雜度。

劉章發，王冬霞.一種程控實現分辨率可調的IRFPA讀出電路[J].北京交通大學學報，2015，(第2期)，為了解決傳統的非制冷紅外焦平面(IRFPA)讀出電路(ROIC)分辨率單一的問題，設計了讀出電路的數字控制時序電路，基于可綜合Verilog?HDL(HardwareDescription?Language，硬件描述語言)設計了控制積分器復位、采樣/保持器狀態轉換和行列選通的時序電路，通過窗口選擇實現256×256到128×128分辨率的轉換.采用SMIC0.18μm?CMOS工藝，進行DC綜合和布局布線等，最終生成版圖.并在Modelsim下進行了前仿與后仿，仿真結果表明:整個設計能夠實現預期的分辨率可調功能，達到IRFPA多窗口讀出的要求和細節捕捉的目的。其采用Verilog?HDL設計了控制積分器復位、采樣/保持器狀態轉換和行列選通的時序電路，由于讀出電路的前端通常為模擬電路，采用這種方式在整體電路仿真時需要利用數模混仿的方式對電路整體功能進行仿真，大大增加了工作量和復雜度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于現有技術應用于紅外焦平面讀出電路的時序控制電路需要利用數模混仿的方式對電路整體功能進行仿真，大大增加了工作量和復雜度。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：一種應用于紅外焦平面讀出電路的時序控制電路，應用于A×B的紅外焦平面陣列，包括列選通時序控制電路、行選通時序控制電路和選通開關，列選通時序控制電路與行選通時序控制電路連接，列選通時序控制電路的復位端接復位信號且其時鐘端接時鐘信號，行選通時序控制電路的復位端接復位信號，列選通時序控制電路的列選通信號作為選通開關的輸入信號，行選通時序控制電路的輸出信號作為選通開關的控制信號。

本發明的時序控制電路不需要Verilog?HDL等數字方式設計控制時序，利用模擬設計的方法對電路進行原理圖設計，與讀出電路的前端模擬電路均只需模擬的方式對電路整體功能進行仿真，僅需要一個外部輸入時鐘信號和一個復位信號，即可產生多路選通開關的控制時序，電路規模小，功耗低，大大減少工作量和復雜度。