一种用于CMOS图像传感器的Column-Level模数转换器

设计了一种用于CMOS图像传感器(CIS)的column-level模数转换器(ADC)。它由一种新型斜坡发生器构成,具有分辨率可调的特点,而且以简单的结构实现了高精度和低功耗,占用较小的版图面积。基于0.35μm2P4M标准CMOS工艺,8bit ADC转换时间约50μs,最大线性误差小于±0.5LSB。在分辨率为640×480pixel的CIS中,每列共用1个比较器,提高了传感器的吞吐速率,帧频约40fps;3.3V电压下ADC总功耗不超过27mW,占用版图面积约0.5mm2。     

高帧频大动态范围CMOS图像传感器时序控制电路的设计与实现

本文主要论述了CMOS图像传感器时序控制电路的系统设计和实现方法.针对双采样结构的图像传感器,分析了常用的并行式曝光方式和滚筒式曝光方式两种时序控制方法及其具体实现过程,并根据时序控制电路的功能仿真和在FPGA上的验证结果,对二者进行了比较,证明了这两种方法的可行性.     

微光像增强器钽—钛吸气剂性能分析

结合微光像增强器制管工艺,对二代微光管所用的钽,钛吸气剂性能进行了研究。结果表明,合理地选择了吸气激活工艺,对提高微光像增强器总体性能和器件寿命是很重要的。     

CMOS图像传感器中时间延迟积分的实现与优化

提出了一种在标准CMOS工艺下实现时间延迟积分(TDI)功能的电路结构,电路采用一面阵CMOS像素阵列,通过像素列曝光累积实现了TDI功能.详细分析了器件噪声和积分器噪声对电路的影响,提出了器件级噪声优化公式.电路采用SMIC 0.35 μm CMOS工艺实现.仿真结果表明,该电路能够实现TDI功能,运算放大器的等效输入噪声为36.1 μV,具有低噪声特性.     

防离子反馈Al2O3膜对三代夜视成像器件性能的影响

为解决三代微光管寿命问题，采用电子显微镜和质谱仪对微通道板输入面溅射蒸镀的Al₂O₃膜质量进行了分析，研究了膜层对器件性能的影响，并就Al₂O₃给三代微光夜视成像器件带来的成像质量问题进行了讨论。研究结果表明：尽管Al₂O₃薄膜可以有效地防止离子反馈，但给管子成像质量带来了严重影响，使得图像模糊，信噪比降低等。提出了从本质上解决器件寿命问题的有效措施是将光电阴极与显示屏进行真空隔离，以实现光电阴极无离子反馈的轰击。     

CMOS图像传感器中数字噪声抑制技术研究

设计了一种可以降低CMOS图像传感器(CIS)中数字噪声对模拟信号影响的时序.在时序控制电路中加入了门控时钟,使数字电路各模块可分时工作,在模拟电路采样阶段保持静止以抑制噪声.理论分析和测试结果表明,采样阶段噪声减小70%,其他时间噪声减小20%.     

磁橡胶约束阻尼壳的宽频振动控制能力研究

不同于传统被动约束阻尼处理(PCLD),磁橡胶约束阻尼处理(MRLD)采用磁化的铁-橡胶混合粉末替代PCLD的粘弹性材料,不是通过粘结而是磁力吸附在钢制振动体上,在振动时交界面处发生滑移使部分能量转化为热能,从而降低振动.采用假设模态法计算PCLD的频率响应,再基于周期耗能相等原理.将MRID与PCLD等价,得到MRLD壳的模态损耗因子,研究了MRLD处理对简支壳阻尼的影响.分析结果表明:对于1000～3365Hz间前11阶模态频率的MRLD壳振动,当激振力低于16～20倍的起滑激励力F0时,MRLD均可获得比PCLD更好的阻尼;但各模态的F0的差异仅在3～4倍内;因此在前11阶模态频率范围内,激振力可以存在一个交集,在此交集内可同时引起各阶模态的阻尼层发生滑移,从而能控制壳的宽频振动.     

TDI-CMOS图像传感器多次采样叠加调制传输函数模型研究

提出了多次采样叠加下时间延迟积分(TDI)CMOS图像传感器沿扫描方向的调制传输函数(MTF)分析模型。基于行滚筒曝光读出原理,研究了一个行时间内采样次数、叠加次数、TDI级数和速度失配比对扫描MTF的影响机理。为验证扫描MTF模型,基于TDI-CMOS图像传感器将连续视场映射为离散图像的几何和能量传输关系分析,建立了成像仿真系统并利用刃边法计算MTF曲线。仿真结果表明,扫描MTF随着采样次数增加而增大;当采样次数固定,扫描MTF随着叠加次数增大而减小;扫描MTF随着速度失配比和TDI累加级数增大而减小。     

基于多次N型离子注入对4T像素光吸收效率及电荷转移的优化

为了提高像素的光吸收效率,优化电荷的转移,提出了多次N型离子注入的方法形成PPD的N埋层。通过不同能量的N型离子注入拓展了N埋层的吸收深度从而提高了光的吸收效率;通过在N埋层形成横向的非均匀掺杂分布,减小了电荷转移的势垒,优化了电荷的转移。仿真结果表明,经过改进后长波长光的吸收效率可以提高约10％,电荷转移后残留的电子浓度大约可以减小两个数量级。     

应用于CMOS图像传感器中带有失调电压消除功能的电容比值非相关十位循环式模数转换器

A 10-bit ratio-independent switch-capacitor（SC） cyclic analog-to-digital converter（ADC） with offset cancelingforaCMOSimagesensorispresented.TheproposedADCcompletesanN-bitconversionin1.5N clock cycles with one operational amplifier. Combining ratio-independent and polarity swapping techniques, the conversioncharacteristicoftheproposedcyclicADCisinherentlyinsensitivebothtocapacitorratioandtoamplifieroffset voltage. Therefore, the circuit can be realized in a small die area and it is suitable to serve as the column-parallel ADC in CMOS image sensors. A prototype ADC is fabricated in 0.18- m one-poly four-metal CMOS technology.The measured results indicate that the ADC has a signal-to-noise and distortion ratio（SNDR） of 53.6 dB and a DNL of C0：12/0：14 LSB at a conversion rate of 600 kS/s. The standard deviation of the offset variation of the ADC is reduced from 2.5 LSB to 0.5 LSB. Its power dissipation is 250 W with a 1.8 V supply, and its area is0.030.8 mm2.