[发明专利]用于大面阵红外图像传感器的行通道读出电路

说明书

本发明涉及模拟集成电路领域，为提出利用二阶调制器作为大面阵红外图像传感器的行通道信号读出电路。其结构简单，匹配性要求低，噪声整形效果好。为此，本发明采用的技术方案是，用于大面阵红外图像传感器的行通道读出电路，由一个积分器A、一个积分器B、一个比较器和输出Buffer构成。本发明主要应用于模拟集成电路的设计制造场合。

技术领域

本发明涉及模拟集成电路领域，特别涉及大面阵红外图像传感器信号处理电路。

背景技术

各类传感器通过将自然界中的光信号，声信号，压力信号等各种信号转化为电信号，经过后级电路处理后变成人们可以处理的电信号，大大提高了人们认识自然、改造自然的能力。而传感器信号读出领域最初获得的电信号常常是模拟信号，需要经过适当的电路处理放大才能够被后续电路识别。在SOI二极管型红外图像传感器中，二极管工作在正偏状态下，光学系统将红外辐射传递到探测器表面，造成探测器温度升高，利用二极管的IV特性随温度变化的特点获得电压变化ΔV，输送给后级读出电路进行信号的处理。外界环境的影响、探测器以及读出电路本身都会引入噪声，这些噪声对微弱的电信号造成了很大的干扰，如果没有得到及时得当的处理，那么得到的图像将会质量很差甚至得不到图像。因此对微弱电信号的降噪和放大方法一直是传感器读出电路研究热点。

在传统读出方法有：

1：电压直接放大式，这种方法利用开关电容结构，可以将第一级的噪声进行消除，但第二级的噪声难以保证其对信号的影响。

2：跨导式，这种方法能够对噪声进行很好的消除，但是需要复杂精确的模拟元件以及专门的采样保持电路，相对来说比较复杂。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出利用二阶调制器作为大面阵红外图像传感器的行通道信号读出电路。其结构简单，匹配性要求低，噪声整形效果好。为此，本发明采用的技术方案是，用于大面阵红外图像传感器的行通道读出电路，由一个积分器A、一个积分器B、一个比较器和输出Buffer构成；

积分器A的输入端连接传感器探测到的信号，其中正相输入端VIP接收像元信号，负相输入端VIN接收盲元信号，其负相输出端VON连接积分器B的负相输入端VIN，正相输出端VOP连接积分器B的正相输入端VIP，同时积分器A带有复位功能，比较器的输出信号D和DN也会反馈给积分器A；

积分器B的负相输入端VIN连接积分器A的负相输出端VON，正相输入端VIP连接积分器A的正相输出端VOP，同时积分器B带有复位功能，比较器的输出信号D和DN也会反馈给积分器B；

比较器的负相输入端VIN连接积分器B的负相输出端VON，正相输入端VIP连接积分器B的正相输出端VOP，输出端D和DN反馈回积分器A和积分器B，同时输出端D连接输出Buffer的输入端；

输出Buffer的输入端连接比较器的输出端D，输出端Output为数据输出端。

具体地，输入信号x(kT)与反馈信号q(kT)求和后输入给积分器A，得到积分器A的输出信号u(kT)，u(kT)与反馈信号q(kT)再次求和后输入给积分器B，得到积分器B的输出信号v(kT)，v(kT)进入1-bit ADC进行量化，量化后得到输出信号y(kT)及反馈信号q(kT)，反馈信号q(kT)经1-bit DAC反馈给积分器A和积分器B；积分器A的输出u(kT)可以表示为：

u(kT)＝x(kT-T)-q(kT-T)+u(kT-T) (1)

式中，x(kT-T)-q(kT-T)等于积分器A的上次输入，u(kT-T)为积分器A的上次输出；积分器A的输出u(kT)表示为：

v(kT)＝u(kT-T)-q(kT-T)+v(kT-T) (2)