數(shù)字域TDI型CMOS圖像傳感器系統(tǒng)建模及時序控制電路研究.pdf

1、時間延遲積分(Time Delay Integration,TDI)是指對移動中的同一物體進行多次曝光并將曝光結(jié)果進行累加,等效增加像素對物體的曝光時間,減少像元間響應不均勻和固定圖像噪聲的影響,從而提高圖像傳感器的信噪比和靈敏度,使其在低照度條件下仍能獲得高分辨率的圖像,廣泛應用于航空遙感、醫(yī)學成像等領域。本文通過系統(tǒng)建模驗證128級TDI CMOS圖像傳感器數(shù)字域累加方案,并對時序控制電路進行研究。
　　本文介紹了TDI CM

2、OS圖像傳感器的工作原理,并分析了全局曝光與滾筒式曝光這兩種曝光方式各自的特點;結(jié)合相關雙采樣與過采樣滾筒式曝光,在降低讀出噪聲的同時實現(xiàn)信號的同步采集;分析了傳感器掃描速度與像素尺寸的關系,研究了積分采樣過程和速度失配對于系統(tǒng)調(diào)制傳輸函數(shù)的影響;針對模擬積分電路容易出現(xiàn)電壓飽和的情況,采用先量化、后累加的數(shù)字域累加方法,充分利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化范圍。采用Verilog-A和Verilog HDL分別對TDI CMOS圖像傳感器中的像素

3、、模數(shù)轉(zhuǎn)換器及累加電路進行建模后,配合時序控制電路進行仿真,驗證了數(shù)字域累加方案的可行性。根據(jù)數(shù)字域 TDI算法設計并優(yōu)化電路結(jié)構(gòu),每列共用加法器以降低芯片面積,通過仿真觀察512列負載對時序控制信號線的影響;在像素陣列上按照紅、綠、藍三色為一組的排列方式放置彩色濾光片,并對電路結(jié)構(gòu)及時序控制電路做出修改,使TDI CMOS圖像傳感器輸出RGB模式真彩色圖像。
　　本文通過模數(shù)混合仿真驗證電路的功能,并完成時序控制電路的邏輯綜合、