[發(fā)明專利]一種雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法

在審

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• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN116054831A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊建明;夏昌盛;張韻東;呂堅;闕隆成
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶中星微人工智能芯片技術(shù)有限公司;中星微技術(shù)股份有限公司;中星電子股份有限公司
• 主分類號: H03M1/34
• 分類號: H03M1/34;H03M1/66
• 代理公司: 北京布瑞知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11505
• 代理人: 宗廣靜

1.一種雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括：

數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器用于輸出斜坡信號；

比較器，所述比較器的正輸入端與所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端連接，所述比較器的負輸入端與光電傳感器連接，所述比較器用于對比所述斜坡信號和光生電流積分信號；其中，所述光生電流積分信號由所述光電傳感器輸入；所述光生電流積分信號的斜率與光照強度正相關(guān)，所述光生電流積分信號隨積分時間單調(diào)下降，所述斜坡信號包括單調(diào)上升的單斜電壓；

鎖存器，所述鎖存器與所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、所述比較器連接，所述鎖存器用于當所述比較器的對比結(jié)果表示所述光生電流積分信號和所述斜坡信號相等時，鎖存當前所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸入端的數(shù)字信號，以所述數(shù)字信號作為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于像素空間內(nèi)光電信號數(shù)模轉(zhuǎn)換，所述鎖存器包括外置鎖存器或內(nèi)置鎖存器；

所述外置鎖存器位于所述像素空間外；或

所述內(nèi)置鎖存器位于所述像素空間內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述鎖存器包括外置鎖存器，多個所述比較器的輸出端接入列總線上，所述列總線與多個對應(yīng)的所述外置鎖存器連接；其中，所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器位于所述像素空間外、所述比較器位于所述像素空間內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器還包括：

復位開關(guān)，所述復位開關(guān)與所述比較器的負輸入端連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述復位開關(guān)與所述光電傳感器并聯(lián)，所述復位開關(guān)、所述光電傳感器分別與所述比較器串聯(lián)。

6.一種雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法，適用于權(quán)利要求1-5中任一項所述的雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法包括：

獲取光生電流積分信號及斜坡信號；

對比所述光生電流積分信號和所述斜坡信號，獲得對比結(jié)果；

當對比結(jié)果表示所述光生電流積分信號和所述斜坡信號相等時，以當前所述斜坡信號對應(yīng)的數(shù)字信號作為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法，其特征在于，所述當對比結(jié)果表示所述光生電流積分信號和所述斜坡信號相等時，以當前所述斜坡信號對應(yīng)的數(shù)字信號作為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號包括：

當對比結(jié)果表示所述光生電流積分信號和所述斜坡信號相等時，鎖存當前所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸入端的數(shù)字信號；

將鎖存的所述數(shù)字信號作為所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出信號。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法，其特征在于，在所述獲取光生電流積分信號及斜坡信號之前，所述雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法還包括：

獲取復位信號；

根據(jù)所述復位信號，將所述光生電流積分信號調(diào)整至復位電壓信號。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法，其特征在于，鎖存器包括多個外置鎖存器；所述對比所述光生電流積分信號和所述斜坡信號，獲得對比結(jié)果包括：

獲取每個所述外置鎖存器對應(yīng)的比較器的對比結(jié)果；

其中，所述當對比結(jié)果表示所述光生電流積分信號和所述斜坡信號相等時，以當前所述斜坡信號對應(yīng)的數(shù)字信號作為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號包括：

當對比結(jié)果表示所述光生電流積分信號和所述斜坡信號相等時，輸出鎖存信號至列總線上；

所述外置鎖存器根據(jù)所述鎖存信號，鎖存當前所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸入端的數(shù)字信號，以作為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號；

模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器以所述數(shù)字信號作為輸出信號。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙斜率模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法，其特征在于，所述對比所述光生電流積分信號和所述斜坡信號，獲得對比結(jié)果包括：

當所述光生電流積分信號大于所述斜坡信號時，比較器輸出結(jié)果為0；或

當所述光生電流積分信號等于所述斜坡信號時，所述比較器輸出結(jié)果為1；

其中，所述當對比結(jié)果表示所述光生電流積分信號和所述斜坡信號相等時，以當前所述斜坡信號對應(yīng)的數(shù)字信號作為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號還包括：

當所述比較器的輸出結(jié)果由0轉(zhuǎn)換為1時，以當前所述斜坡信號對應(yīng)的數(shù)字信號作為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號。