CMOS圖像傳感器列級全并行像素復位噪聲抑制電路的設計與測試.pdf

1、現(xiàn)代納米技術研究，生物工程，材料分析學科等尖端科學都需要高速拍攝技術的支持。可實現(xiàn)對高速移動的物體不扭曲拍攝的全并行曝光CMOS圖像傳感器就因此到歡迎。但對于采用全并行曝光方式的五管像素，不可以采用相關雙采樣(CDS)來消除隨機噪聲，使其隨機噪聲較大。隨機噪聲中的復位噪聲是影響圖像傳感器圖像質量的主要因素，尤其在暗光條件下。所以本文將采用一種全新的“帶寬匹配”有源復位的方式來消除復位噪聲。
　　 本論文在充分了解國內外圖像傳感器

2、復位噪聲消除技術發(fā)展動態(tài)的基礎上，詳細分析了全并行曝光五管像素的工作機理和噪聲產生機制，設計了一種列級“帶寬匹配”有源復位噪聲抑制電路。具體的方法為：利用延長復位脈沖下降沿時間的方法來增大復位管的輸出電阻，從而減小復位噪聲的帶寬，使負反饋放大器有足夠的響應時間，提高有源復位效果，以此來進一步減小復位噪聲。并通過測試找出最佳噪聲消除效果的狀態(tài)。相比于傳統(tǒng)有源復位，本文采用的方法具有不改變像素結構的優(yōu)點。基于對該復位噪聲抑制效果詳細的理論分

3、析和數(shù)學計算的基礎上，通過電路實現(xiàn)找出消噪效果最好的狀態(tài)。電路實現(xiàn)主要由兩個模塊組成：負反饋模塊和復位脈沖產生電路。負反饋模塊包括負反饋放大器、開關、電壓基準產生電路和像素負載電路。復位脈沖產生電路包括3-8譯碼器、電平轉換電路和電阻序列。
　　 該復位噪聲抑制電路嵌入一個全并行曝光五管CMOS圖像傳感器中，該圖像傳感器采用Tower0.18μm CMOS圖像傳感器工藝流片。測試出該電路在全暗光條件下可以有效消除將像素復位噪聲減