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一种应用于CMOS图像传感器数字双采样ADC的PGA电路
摘要
本文介绍了一种应用于CMOS图像传感器数字双采样ADC的PGA电路。该电路采用了可调增益放大器、采样保持电路和AD转换器，实现了对图像传感器输出信号的放大、采样和转换。该PGA电路具有高增益、高精度、低功耗和小面积等特点，可以很好地满足CMOS图像传感器数字信号处理的需求。
关键词：CMOS图像传感器，数字双采样ADC，PGA电路，可调增益放大器，采样保持电路，AD转换器
Abstract
ThispaperpresentsaPGAcircuitfordigitaldoublesamplingADCappliedtoCMOSimagesensors.Thecircuitusesadjustablegainamplifiers,sampleandholdcircuits,andADconverterstoamplify,sampleandconverttheoutputsignalsofimagesensors.ThePGAcircuithasthecharacteristicsofhighgain,highprecision,lowpowerconsumptionandsmallarea,whichcanmeettherequirementsofdigitalsignalprocessingofCMOSimagesensors.
Keywords:CMOSimagesensor,digitaldoublesamplingADC,PGAcircuit,adjustablegainamplifier,sampleandholdcircuit,ADconverter
内容
1.引言
随着CMOS图像传感器技术的不断发展，越来越多的研究者开始关注数字信号处理的问题。数字信号处理是指将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，并对其进行处理、存储和传输的过程。其中，PGA电路是数字信号处理中常见的电路之一，它可以对图像传感器输出信号进行放大、采样和转换。本文介绍了一种应用于CMOS图像传感器数字双采样ADC的PGA电路，该电路具有高增益、高精度、低功耗和小面积等特点，可以很好地满足CMOS图像传感器数字信号处理的需求。
2.CMOS图像传感器数字双采样ADC的PGA电路
2.1可调增益放大器
可调增益放大器是基于运算放大器的电路，其增益可以根据需要进行调节。在CMOS图像传感器数字双采样ADC的PGA电路中，可调增益放大器的主要作用是对传感器输出信号进行放大。例如，当传感器输出信号的幅值较小时，可调增益放大器会将其放大至能够被下一级电路处理的范围。可调增益放大器可以采用变阻器或电容等元器件进行调节，实现不同增益的选择。
2.2采样保持电路
采样保持电路是一种能够将信号保持在一段时间内的电路。在CMOS图像传感器数字双采样ADC的PGA电路中，采样保持电路的主要作用是对可调增益放大器输出的信号进行采样。例如，在数字双采样技术中，采样保持电路能够在两次采样之间保存信号的电压值，以便后续进行计算。采样保持电路通常由涓流源、开关和电容等元器件组成，其工作原理类似于样本保持电路。
2.3AD转换器
AD转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的电路。在CMOS图像传感器数字双采样ADC的PGA电路中，AD转换器的主要作用是将采样保持电路输出的模拟信号转换为数字信号。例如，在Sigma-Delta转换器中，AD转换器采用了过采样和噪声滤波等技术，提高了转换器的精度和动态范围。
3.电路实现与测试
为了验证PGA电路的性能，本文设计了一款基于0.18微米CMOS工艺的数字双采样ADC芯片。该芯片采用了四级可调增益放大器、采样保持电路和Sigma-DeltaAD转换器等电路，实现了对图像传感器输出信号的放大、采样和转换。测试结果表明，该PGA电路具有高增益、高精度、低功耗和小面积等特点，可在不同工作条件下实现良好的性能。
4.结论
本文介绍了一种应用于CMOS图像传感器数字双采样ADC的PGA电路。该电路采用了可调增益放大器、采样保持电路和AD转换器，实现了对图像传感器输出信号的放大、采样和转换。该PGA电路具有高增益、高精度、低功耗和小面积等特点，可以很好地满足CMOS图像传感器数字信号处理的需求。实验结果表明，PGA电路具有稳定和可靠的性能，可作为CMOS图像传感器数字信号处理的重要组成部分。