Prosty komparator analogowydla cyfrowego przetwornika obrazu CMOS

• Autorzy: Jendernalik W.

Warianty tytułu

EN

A simple analogue comparator for digital CMOS image sensor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Komparator napięciowy, oprócz przetwornika światło-napięcie, jest jedynym elementem analogowym w cyfrowym pikselu CMOS. W pracy badano wpływ nieidealności komparatora analogowego na parametry cyfrowego piksela. W tym celu zaprojektowano w technologii CMOS 0,35 μm dwie wersje cyfrowego piksela, różniące się typem zastosowanego komparatora analogowego. W pierwszej wersji piksela zastosowano różnicowy komparator o zwiększonej powierzchni topografii i polepszonych własnościach elektrycznych. W drugiej wersji zastosowano bardzo prosty nieróżnicowy komparator o zmniejszonej powierzchni i gorszych własnościach elektrycznych. Przedstawiono analizę teoretyczną wpływu nieidealności komparatora na jakość obrazu (szum typu FPN) uzyskiwanego z matrycy cyfrowych pikseli i przedstawiono wyniki symulacji komputerowych.

EN

A voltage comparator, in addition to the light-to-voltage converter, is the only analogue part of the CMOS digital pixel. In this work, the influence of an analogue comparator nonidealities on the digital pixel’s parameters was investigated. For this purpose, it was designed in 0.35 μm CMOS technology two versions of the digital pixel, which differ in the type of an analogue comparator used. In the first version of the pixel is used a differential comparator with a larger layout area and an improved electrical parameters. In the second version, is used a very simple single-ended comparator with a reduced layout area and a worse electrical properties. The analytical analysis of the influence of a comparator nonidealities on an image quality (FPN noise) from the array of the digital pixels is presented. The simulation results are also presented.

Słowa kluczowe

PL

przetwornik obrazu; CMOS; piksel cyfrowy; komparator

EN

CMOS image sensor; digital pixel; comparator

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 9
• Strony: 85--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jendernalik W.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki Telekomunikacji i Informatyki, Katedra Systemów Mikroelektronicznych, ul. G. Narutowicza, 80-952 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Yang D., Fowler B., El Gamal A., A Nyquist rate pixel level ADC for CMOS image sensors, IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 34, no. 3, 348-356, 1999
• [2] Yang D., El Gamal A., Fowler B., Tian H., A 640 x 512 CMOS Image Sensor with Ultrawide Dynamic Range Floating-Point Pixel-Level ADC, IEEE J. Solid-State Circ., vol. 34, no. 12, 1821-1834, 1999
• [3] Kleinfelder S., Lim S., Liu X., El Gamal A., A 10 000 Frames/s CMOS Digital Pixel Sensor, IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 36, no. 12, 2049-2059, 2001
• [4] Döge J., Schönfelder G., Streil G.T., König A., An HDR CMOS Image Sensor With Spiking Pixels, Pixel-Level ADC, and Linear Characteristics, IEEE Trans. Circuits Syst. II, vol. 49, no. 2, 155-158, 2002
• [5] Bermak A., Bouzerdoum A., Eshraghian K., A vision sensor with on-pixel ADC and in-built light adaptation mechanism, Microelectronics Journal, vol. 33, 1091-1096, 2002
• [6] Rhee J., Joo Y., Wide dynamic range CMOS image sensor with pixel level ADC, Electronics Lett., vol. 39, no. 4, 360-361, 2003
• [7] Kitchen A., Bermak A., Bouzerdoum A., A Digital Pixel Sensor Array With Programmable Dynamic Range, IEEE Trans. Electron Devices, vol. 52, no. 12, 2591-2601, 2005
• [8] Guo X., Xin Qi, Harris J.G., A Time-to-First-Spike CMOS Image Sensor, IEEE Sensor Journal, vol. 7, no. 8, 1165-1175, 2007
• [9] Ignjatovic Z. et al., Low Power, High Dynamic Range CMOS Image Sensor Employing Pixel-Level Oversampling ΣΔ Analog-to-Digital Conversion, IEEE Sensor Journal, vol. 12, no. 4, 737-746, 2012
• [10] Decker S. et al., A 256 x 256 CMOS Imaging Array with Wide Dynamic Range Pixels and Column-Parallel Digital Output, IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 33, no. 12, 2081-2091, 1998