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正文內(nèi)容

基于光電傳感器的參數(shù)可調(diào)讀出電路設(shè)計(jì)(參考版)

2025-03-01 20:28本頁(yè)面
  

【正文】 以后我會(huì)謹(jǐn)記諸位老師的教誨,努力向上,奮力拼搏。在遞交初稿以后,黃 老師還 對(duì)我的論文 進(jìn)行 細(xì)心的修改,使得我的論文 內(nèi)容日趨 完善。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)之前,網(wǎng)上和圖書(shū)館形形色色的圖文資料讓我一時(shí)找不到研究的方向,通過(guò)黃老師悉心的點(diǎn)撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我“山重水復(fù)疑無(wú)路,柳暗花明又一村” 。黃老師 治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),為人和藹可親,體諒 學(xué)生,為我營(yíng)造了良好的學(xué)習(xí)精神氛圍。 南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 21 參考文獻(xiàn) [1] Phillip Douglas 模擬集成電路設(shè)計(jì) [M] .北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021,3 [2] 張國(guó)才 .光電傳感器的應(yīng)用與發(fā)展趨 [J] .科技信息(學(xué)術(shù)版) ,2021,32:680681 [3] 朱仁盛 ,曲波 .光電傳感器的應(yīng)用 [J] .煤礦機(jī)電 ,2021,31:101— 102 [4] 趙玲 ,李躍進(jìn) . 一種新型的相關(guān)焦平面 CMOS 讀出電路 [J] .紅外技術(shù) ,2021,28(1):2630 [5] 曲建國(guó) .CTLA的讀出電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D] .西安理工大學(xué) ,2021 [6] 黃靜 ,郭方敏 ,王志亮 . 28? 低噪聲 InGaAs/InP APD 讀出電路設(shè)計(jì) [J] . 集成電路設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) ,2021,33(11):10411043 [7] 孫偉峰 ,宋文星 ,謝亮 ,文勇 .CTIA 型單元讀出電路非線性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì) [J].航空兵器 ,2021,( 06) :4852 [8] 詹國(guó)鐘 ,過(guò)方敏 ,黃靜 ,朱榮錦 .光電傳感器讀出電路的參數(shù)可調(diào)控制研究 [J] .紅外技術(shù) ,2021,08:5458 [9] 畢查德 ,拉扎維 .模擬 CMOS 集成電路設(shè)計(jì) [M] .西安 :西安交通大 學(xué)出版社 ,2021 [10] 張智 ,袁祥輝 ,黃友恕 ,呂果林 .一種用于大面積 CMOS FPA 的相關(guān)雙采樣保持電路 [J] .半導(dǎo)體光電 ,2021,04:2427 [11] Han J Q,Guo F of High Dynamic Range Readout Circuits[J].IC Design and Application,(01):4144 [12] Li Y,Bai P J,Wang ? 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( 41) 由上式可以看出, KTC 噪聲 nV 的大小與積分電容 C 的大小 存在函數(shù) 反比 的關(guān)系 , 所以通過(guò) 增大積分電容 C 可以 在一定程度上 減小 KTC 的 噪聲電壓。 噪聲 讀出電路的另一種主要噪聲就是 KTC 噪聲,它是由 MOS 管和電容共同引起的。 由于制造工藝不夠完善或材料差異,例如 有的 MOS 管的幾何尺寸 制造存在誤差 ,或 有些 MOS 管閾值電壓 可能 不同。為了了解噪聲的特性,需要對(duì)各種噪聲的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析 [13]。但 同一電路的噪聲在時(shí)間上會(huì)有一定的相關(guān)性 , 所以在基本 CTIA 電路結(jié) 構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定改進(jìn),引入相關(guān)雙采樣 (CDS)結(jié)構(gòu),抑制電路噪聲, 提高輸出信號(hào)的信噪比 [12]。 南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 16 第四章 CTIA 讀出電路噪聲和 CDS 結(jié)構(gòu) CTIA 讀出電路中存在 各種內(nèi)部噪聲 , 影響了 探測(cè)微弱光信號(hào)的能力 。 圖 根據(jù)以上的分析:證實(shí)了積分時(shí)間可通過(guò)改變 R 的阻值大小和電容 C 的大小得到調(diào)節(jié)。 圖 南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 15 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)積 分時(shí)間的可調(diào),使 C2 電 容 大小不變,改變 R2 的大小 ( 1) 參數(shù)設(shè)定: R1=R3=3K, C1=C3=1nF, C0=C2=5nF, R0=1K, R2=5K, 電路的仿真結(jié)果如 圖 , 積分時(shí)間約為 Reset 脈寬長(zhǎng)度的 5 倍,仿真結(jié)果與分析符合。 圖 為不同參數(shù)對(duì)應(yīng)的時(shí)間表達(dá): 可調(diào)參數(shù) 調(diào)節(jié)參數(shù) Reset 復(fù)位時(shí)間 ln2 ?00RC Sh1 采樣時(shí)間 ln2 ? 11RC Sh2 采樣時(shí)間 ln2 ? 33RC 積分時(shí)間 T ln2 ? 22RC 圖 參數(shù) 可調(diào)控制電路實(shí)現(xiàn)的可調(diào)參數(shù) 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)積分時(shí)間的可調(diào),使 R2 電阻大小不變,改變 C2 的大小 ( 1) 參數(shù)設(shè)定: R1=R3=3K, C1=C3=1nF, R0=R2=5K, C0=1nF, C2=5nF, 電路的仿真結(jié)果如圖 ,積分時(shí)間約為 Reset 脈寬長(zhǎng)度的 5 倍,仿真結(jié)果與分析符合。 所以 兩個(gè) 控制信號(hào) Sh1 和 Sh2 之間的過(guò)渡信號(hào) ,它的 脈寬長(zhǎng)度 就是我們所需的 積分時(shí)間大小,可通過(guò)改變 R 的阻值大小 和電容 C的大小 得到調(diào)節(jié)。 由圖 可知 ,在 Td 端出現(xiàn) 一個(gè)脈沖上升沿, 第一個(gè)由 R、 C 組成的 簡(jiǎn)單 電路 開(kāi)始工作 ,產(chǎn)生 第 一個(gè) Reset 控 制信號(hào),接著 Reset 的信號(hào)上升沿觸發(fā)由 R、 C 組成的第二個(gè)簡(jiǎn)單 電路, 繼而 產(chǎn)生 了 一個(gè)脈寬可調(diào)的控制信號(hào) 即 Sh1。在整個(gè)過(guò)程中,輸出的脈寬長(zhǎng)度 可以定義為 電容 開(kāi)始充電到兩端的電壓等于 反相器的閾值電壓 所需的時(shí)間 。 Clr 為上升沿有效,當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)上升沿脈沖時(shí), 因?yàn)?D=Qn+1,即 Q 端為高電平 ,電容 C 就開(kāi)始工作 , 充電開(kāi)始。 S E TC L RDS E TC L RDS E TC L RDS E TC L RDC0R0C1R1C2R2C3R3R e s e tT Ds h 1s h 2圖
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