高光谱用长波红外探测器读出电路设计

介绍了高光谱长波红外探测器读出电路设计。设计基于SMIC 0.35 μm 5.0 V工艺,文中介绍了电路的结构,并对各组成模块及其优化结构、电路仿真做了详细介绍,通过仿真对注入效率进行了分析计算,电路经测试,各项功能正常,性能优良,动态范围＞71 dB,最大帧频＞250 Hz。     

一种粒子探测器的CMOS读出电路设计

提出了新型的应用于粒子探测器CMOS读出电路中的电荷灵敏放大器和CR-(RC)n半高斯整形器的结构.电荷灵敏放大器采用多晶硅电阻做反馈来减小噪声,仿真发现与传统结构相比,在探测器电容高达150pF时,输入等效噪声电荷数由5036个电子减小到2381个,代价是输出摆幅减小了0.5V.在整形器中,MOS管电阻与多晶硅电阻串联,通过调节MOS管的栅压来改变阻值,以补偿工艺的偏差,在不明显降低线性度的情况下保证了时间常数能够比较精确控制.     

一种粒子探测器的CMOS读出电路设计

提出了新型的应用于粒子探测器CMOS读出电路中的电荷灵敏放大器和CR-(RC)n半高斯整形器的结构.电荷灵敏放大器采用多晶硅电阻做反馈来减小噪声,仿真发现与传统结构相比,在探测器电容高达150pF时,输入等效噪声电荷数由5036个电子减小到2381个,代价是输出摆幅减小了0.5V.在整形器中,MOS管电阻与多晶硅电阻串联,通过调节MOS管的栅压来改变阻值,以补偿工艺的偏差,在不明显降低线性度的情况下保证了时间常数能够比较精确控制.     

大电荷处理能力红外探测器读出电路像素设计

读出电路将红外探测器二极管激发产生的光电子收集、积分成为电压信号并按序读出,使其变成后端系统可读的电信号,是红外焦平面探测器的重要组成部分。电荷处理能力作为衡量读出电路的一项重要指标,探测器的性能以及某些应用条件下要求读出电路具有大的电荷处理能力,本文介绍一种具备大电荷处理能力的模拟读出电路像素级设计,在15μm像元间距内最大积分电容达到832 fF,最大电荷处理能达到10.92 Me-,且具备良好的线性度。     

红外焦平面读出集成电路噪声分析研究

信噪比和动态范围是衡量红外焦平面读出电路性能的两个重要指标,读出电路的随机噪声与这两个指标直接相关。本文对红外焦平面读出电路链路里的随机噪声进行了深入分析研究,同时给出每个噪声源的理论计算方法以及整个读出链路噪声的理论计算方法。最后用Matlab仿真计算出了各个电路参数对读出电路噪声的影响以及信噪比和动态范围的影响。     

一种具有积分电容复用功能的红外读出电路设计

为提高长波红外探测器的电荷处理能力,提出了一种积分电容复用技术。该技术将读出电路阵列分为奇偶行两个部分,使奇偶行像素分开进行积分读出。当所有的奇行像素积分时,所有的偶行像素均不进行积分。奇行像素复用偶行像素的积分电容,奇行像素积分结束后按行列顺序依次读出。同样地,当所有偶行像素积分时,奇行像素不进行积分,偶行像素复用奇行像素的电容,积分完成后偶行像素按顺序读出。相比于使用叠层电容来提高电荷处理能力的方法,积分电容复用技术更加有效且不受工艺限制。仿真结果表明,积分电容复用技术可将像素的等效积分电容提升至原来的2倍,使读出电路的电荷处理能力从20 Me^-提升至40 Me^-。     

CZT探测器低噪声读出电路设计

采用TSMC 0.35 μm CMOS工艺,设计了CZT探测器低噪声读出电路链和一款多通道能量读出ASIC,该电路将应用于8×8 CZT像素探测器的能量读出.给出了系统框图及低噪声能量读出电路链,分析了低噪声技术策略.实验结果表明,能量分辨范围为20 keV～4 MeV,等效噪声电荷(ENC)小于150个电子,电荷转电压增益为9.2 V/pC,非线性度小于3％,多通道串扰小于10个电子,满足设计需求.     

应用于红外读出电路的LVDS接收电路设计

在大规模红外读出电路中,接口电路的数据传输效率及接口数量尤为关键。传统接口电路采用并行接口进行数据传输,这种方式会占用较多的芯片引脚。为了提升数据的传输效率,设计了一款用于数据接收的3通道串行低压差分信号(Low Voltage Differential Signaling, LVDS)接口电路。电路采用0.18um互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)工艺设计。仿真结果表明,LVDS接口电路在400 MHz频率下,能够将2路接收端数据转换为8路数据并将其输出给内部数字处理单元。与传统并行接口相比,本电路节省了6个数据传输引脚,大大提高了数据传输效率。     

小像元10μm中心距红外焦平面读出电路设计

研制出一款小像元10μm中心距红外焦平面探测器CMOS(complementary metal oxide semiconductor)读出电路ROIC(read out integrated circuit).读出电路设计包括积分后读出(integration then reading,ITR)和积分同时读出(int...     

一种用于超大像元长波红外读出电路设计

长波红外探测器具有暗电流大、暗电流波动难以控制的特点,且像元面积越大暗电流难控制。本文针对超大像元面积长波探测器设计了一款读出电路,通过将超大像元拆分为子像元、利用子像元等效积分的光电信号处理方式,有效的解决了长波探测器超大像元暗电流大、暗电流难以控制的难题。本文设计的电路将96μm×96μm超大像元面积拆分为3×3个子像元,子像元积分后信号累加输出。电路同时兼具多档积分电容切换、对各子像元进行旁路测试、盲元替换等功能。文中还给出了电路的功能、性能仿真结果及测试结果。     

静态串扰噪声识别算法

传统的静态串扰噪声识别算法只验证耦合电容和噪声幅值信息,没有考虑噪声宽度对电路逻辑功能的影响,所以给出的结果过于保守,导致设计收敛的时间被延长。文章在传统算法的基础上增加了噪声宽度这一识别指标,克服了以往算法结果过于保守的缺点。实验表明,通过验证噪声幅值和宽度指标,算法准确地识别出对电路逻辑功能产生影响的静态串扰噪声,为IC设计的后端优化提供了准确信息。     

深亚微米IC物理设计流程中的串扰控制

信号完整性的设计收敛已经成为当前深亚微米集成电路物理设计流程中的关键问题。对信号完整性收敛产生不利影响的有三个因素：串扰、直流电压降和电迁移。其中影响最大的是串扰,串扰噪声会产生大量的时序违规、逻辑错误。主要关注基于串扰控制的物理设计方法,包括新的流程、各个设计阶段对串扰的分析及修正的方法,以达到快速的时序收敛。并且根据真实的设计实例,提出了几点有效的控制串扰的方法和对于信号完整性管理比较有价值的观点。     

18μm CMOS工艺条件下的信号完整性分析

通过模拟分析了0.18μm CMOS工艺条件下的信号完整性问题.在进行串扰延迟和噪声分析中发现了一些规律,这些规律对以后的设计有一定的指导意义.     

0.18μm CMOS工艺条件下的信号完整性分析

通过模拟分析了0 18μmCMOS工艺条件下的信号完整性问题.在进行串扰延迟和噪声分析中发现了一些规律,这些规律对以后的设计有一定的指导意义.     

0.18 μm CMOS工艺下的互连线延迟和信号完整性分析

随着深亚微米工艺技术条件的应用和芯片工作频率的不断提高 ,芯片互连线越来越成为一个限制芯片性能提高和集成度提高的关键因素 :互连线延迟正逐渐超过器件延迟 ;互连线上信号传输时由于串扰引起的信号完整性问题已成为深亚微米集成电路设计所面临的一个关键问题。文中分析了芯片中器件和互连线的延迟趋势 ,模拟分析了 0 .1 8μm CMOS工艺条件下的信号完整性问题。     

CCD图像传感器输出节点电荷容量设计

从电荷耦合器件(CCD)的满阱电荷容量和片上放大器的工作电压范围两个方面对器件的节点电荷容量进行了设计,并推导出输出节点电荷容量设计的优化公式。从公式中可以看出,输出节点的电荷容量设计除了需要满足CCD信号电荷转移本身所需的容量值以外,还必须保证节点处的电压变化范围在输出放大器线性工作区域内,才能使信号电荷能够完整线性地被放大器输出,从而保证CCD器件整体的非线性和满阱容量性能。因此,输出节点电荷容量的设计除了需要考虑节点自身的电容外,还应综合考虑输出放大器相关MOS管的宽长比、阈值电压、工作电压等因素。     

提高空间红外点目标探测系统探测能力的方法

点目标探测系统是探测与测量系统,要保证弱目标高信噪比并且可同时探测不同强度的目标,实现大动态范围高灵敏度探测。传统成像系统通过切换探测器积分电容和改变积分时间无法同时兼顾信噪比与动态范围。针对采用模拟TDI红外探测器的扫描型红外点目标探测系统,本文综合考虑弱目标与背景杂波的辐射强度,提出红外探测器采用TDI累加不平均输出方案,提高相机信噪比,以及图像信噪比,从而提高弱目标探测能力。同时提出TDI累加输出与单像元输出自动选择方案解决累加不平均方案带来的系统动态范围变小问题。结合观测图像需求,给出了探测系统输出响应归一化的方法,最后通过实验测试,验证了系统设计方法的正确性。     

动态时序分析及其在纳米级IC设计中的应用

文章讨论了动态时序分析算法及其在纳米级IC设计中的应用.首先,针对静态敏化算法存在的静态伪路径(Static False Path)问题,提出了动态敏化算法,分析了静态敏化和动态敏化的关系.最后讨论了在电源噪声和串扰噪声影响下的动态时序分析.实验结果表明,串扰噪声条件下的动态时序分析结果比静态时序分析给出的保守结果准确得多.     

宽带RF信号光传输设备技术分析与实现

介绍了宽带RF信号直接光强度调制光发射机与光接收机的原理,分析了光传输系统中的载噪比、动态范围等重要指标。     

基于双参数比较的光网络多点带内串扰攻击定位算法

分析了光网络中带内串扰攻击的攻击源特点,提出了一种基于双参数比较的分布式多点带内串扰攻击定位算法,该算法通过同时比较节点本身检测到的光信噪比参数和信号功率参数以及直接上游节点检测到的对应参数来判断攻击源的位置。仿真结果表明,该算法能够实现对多点攻击情况下攻击源的快速准确定位。