[发明专利]用于固态图像传感器的模拟读出预处理电路

摘要

本发明提供了一种用于固态图像传感器的模拟读出预处理电路。该模拟读出预处理电路包括相关双采样可编程增益放大电平位移单转差开关电容网络，用于实现固态图像传感器输出的信号的采集与预处理；运算放大器，用于利用运算放大器两输入端“虚短”及电荷守恒原理，实现相关双采样、可编程增益放大器、电平位移和单转差的功能；相关电平位移网络，用于提高运算放大器的等效增益，输出最终的预处理后的信号；以及控制信号发生器，用于提供控制信号。本发明用于固态图像传感器的模拟读出预处理电路采用CDS、PGA、LS及S2D电路共享运算放大器技术，用单个运算放大器和开关及电容实现模拟读出预处理电路的功能。

主权项

一种用于固态图像传感器的模拟读出预处理电路，其特征在于，包括：相关双采样可编程增益放大电平位移单转差开关电容网络，用于实现固态图像传感器输出的信号的采集与预处理，其中，该信号包括：复位信号VRST和光强信号VSIG，以及负参考电压VRN和正参考电压VRP；该预处理至少包括：去除采集信号的噪声；对有效光强信号(VRST‑VSIG)的放大；运算放大器，其正输入端VI+和负输入端VI‑连接至所述相关双采样可编程增益放大电平位移单转差开关电容网络的两输出端，用于对所述相关双采样可编程增益放大电平位移单转差开关电容网络输出的信号利用运算放大器两输入端“虚短”及电荷守恒原理，实现相关双采样、可编程增益放大器、电平位移和单转差的功能；相关电平位移网络，其两输入端连接至所述运算放大器的正输出端和负输出端，用于提高所述运算放大器的等效增益，输出最终的预处理后的信号；以及控制信号发生器，用于为所述运算放大器、相关双采样可编程增益放大电平位移单转差开关电容网络和相关电平位移网络提供控制信号；所述相关双采样可编程增益放大电平位移单转差开关电容网络包括：第十一开关(S11)，其第一端连接至图像传感器的输出端，第二端连接至第十一电容(C11)的下极板；第十二开关(S12)，其第一端连接至图像传感器的输出端，第二端连接至第十二电容C12的下极板；第零开关(S0)，其第一端连接至第十一电容(C11)的下极板，第二端连接至第十二电容C12的下极板；第二十一开关(S21)，其第一端连接至共模电压(VCM)，第二端连接至第十一电容(C11)的上极板和第二十一电容(C21)的上极板；第二十二开关(S22)，其第一端连接至共模电压(VCM)，第二端连接至第十二电容(C12)的上极板和第二十二电容(C22)的上极板；第三十一开关(S31)，其第一端连接至运算放大器的负输入端VI‑，第二端连接至第十一电容(C11)的上极板；第三十二开关(S32)，其第一端连接至运算放大器的正输入端VI+，第二端连接至第十二电容(C12)的上极板；第四十一开关(S41)，其第一端连接至运算放大器的负输入端VI‑，第二端连接至运算放大器的正输出端VO+；第四十二开关(S42)，其第一端连接至运算放大器的正输入端VI+，第二端连接至运算放大器的负输出端VO‑；第五十一开关(S51)，其第一端连接至共模电压(VCM)，第二端连接至运算放大器的正输出端VO+；第五十二开关(S52)，其第一端连接至共模电压(VCM)，第二端连接至运算放大器的负输出端VO‑；第A1开关(SA1)，其第一端连接至负参考电压VRN，第二端连接至第二十一电容(C21)的下极板；第A2开关(SA2)，其第一端连接至正参考电压VRP，第二端连接至第二十二电容(C22)下极板；第九十一开关(S91)，其第一端连接至第A1开关(SA1)的第二端，第二端连接至所述模拟预处理电路的正输出端VOP；以及第九十二开关(S92)，其第一端连接至第A2开关(SA2)的第二端，第二端连接至所述模拟预处理电路的负输出端VON。