斜坡发生器、模拟数字转换器和产生斜坡信号的控制方法技术

本公开涉及一种斜坡发生器、模拟数字转换器和产生斜坡信号的控制方法，涉及信号控制领域，该斜坡发生器包括：电流源、信号发生器和控制器，电流源的输出端与信号发生器的输入端连接，信号发生器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与电流源的输入端连接，信号发生器用于根据电流源输出的电流产生斜坡信号，控制器用于根据斜坡信号调节反馈电压，调节后的反馈电压施加在电流源上，电流源用于根据调节后的反馈电压控制电流源输出的电流。能够调节斜坡发生器产生的斜坡信号，提高斜坡信号的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
斜坡发生器、模拟数字转换器和产生斜坡信号的控制方法
本公开涉及信号控制领域，具体地，涉及一种斜坡发生器、模拟数字转换器和产生斜坡信号的控制方法。
技术介绍
图像传感器作为图像采集系统的核心，通常会采用CMOS(英文：ComplementaryMetalOxideSemiconductor，中文：互补金属氧化物半导体)图像传感器，CMOS图像传感器具有低功耗、动态范围大、体积小和成本低等优势，广泛应用于数码相机、扫描仪、摄像头等领域。其中，CMOS图像传感器中的ADC(英文：Analog-to-DigitalConverter，中文：模拟数字转换器)决定了处理数据的速度和精度。CMOS图像传感器中的ADC通常包括有斜坡信号发生器，在现有技术中，斜坡信号发生器输出的斜坡信号通常是不可调的，而斜坡信号发生器的工艺或者所处外部环境可能会发生变化，因此会导致输出的斜坡信号不稳定，从而降低了ADC的处理精度。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种斜坡发生器、模拟数字转换器和产生斜坡信号的控制方法，用以解决现有技术中斜坡信号发生器输出的斜坡信号不稳定的问题。为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种斜坡发生器，所述斜坡发生器包括：电流源、信号发生器和控制器，所述电流源的输出端与所述信号发生器的输入端连接，所述信号发生器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述电流源的输入端连接；所述信号发生器用于根据所述电流源输出的电流产生斜坡信号；所述控制器用于根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源上；所述电流源用于根据所述调节后的反馈电压控制所述电流源输出的电流。可选地，所述控制器包括差分积分器，所述差分积分器包括差分模块和积分器；所述差分模块的输出端与所述积分器的输入端连接，所述积分器的输出端与所述电流源的输入端连接，所述差分模块的输入端与所述信号发生器的输出端连接；所述差分模块用于将所述信号发生器的输出电压与第一电压进行差分处理，并将获得的差分电压输入至所述积分器，所述信号发生器的输出电压包括初始电压为复位电压，通过预设时长输出的所述斜坡信号的电压值；所述积分器用于将所述差分电压进行积分处理，以获得所述反馈电压。可选地，所述差分模块至少包括以下任意一项：电阻，或者电容；所述积分器至少包括以下任意一项：单端一阶有源数字积分器、单端一阶有源模拟积分器、单端一阶无源数字积分器、单端一阶无源模拟积分器、单端多阶有源数字积分器、单端多阶有源模拟积分器、单端多阶无源数字积分器、单端多阶无源模拟积分器、多端一阶有源数字积分器、多端一阶有源模拟积分器、多端一阶无源数字积分器、多端一阶无源模拟积分器、多端多阶有源数字积分器、多端多阶有源模拟积分器、多端多阶无源数字积分器、多端多阶无源模拟积分器。可选地，所述积分器为所述单端一阶有源模拟积分器，所述单端一阶有源模拟积分器包括：第二运算放大器、第二电容、第四电容和第五开关；所述第二电容的第一端作为所述控制器的输入端，所述第二电容的第二端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端与所述参考电压连接，所述第二运算放大器的输出端作为所述控制器的输出端，所述第五开关的第一端与所述第一电压连接，所述第五开关的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第四电容的第一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第四电容的第二端与所述第二运算放大器的输出端连接。可选地，所述单端一阶有源模拟积分器还包括：第三电容和第十开关；所述第三电容的第一端与所述第二电容的第二端连接，所述第三电容的第二端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第十开关设置在所述第三电容的第一端与所述参考电压之间；所述单端一阶有源模拟积分器还包括：第六开关、第七开关、第八开关、第九开关和第十一开关；所述第八开关的第二端与所述第四电容的第二端连接，所述第八开关的第一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第七开关设置在所述第二运算放大器的反相输入端与所述第二运算放大器的输出端之间，所述第九开关设置在所述第四电容的第二端与所述参考电压之间；所述第六开关设置在所述第四电容的第一端与所述第二运算放大器的反相输入端之间，所述第十一开关设置在所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端之间。可选地，所述信号发生器至少包括以下任意一项：一阶有源数字发生器、一阶有源模拟发生器、一阶无源数字发生器、一阶无源模拟发生器、多阶有源数字发生器、多阶有源模拟发生器、多阶无源数字发生器、多阶无源模拟发生器。可选地，所述电流源至少包括以下任意一项：场效应管、镜像电流源、电阻。可选地，所述信号发生器为所述一阶有源模拟发生器，所述一阶有源模拟发生器包括：第一运算放大器、第一电容、连接开关和第一开关；所述电流源的输出端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端与参考电压连接，所述第一电容的第一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一电容的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述连接开关的第一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述连接开关的第二端作为所述信号发生器的输出端与所述控制器连接，所述第一运算放大器的输出端作为所述斜坡发生器的输出端；所述一阶有源模拟发生器还包括：第二开关、第三开关和第四开关；所述第四开关的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第四开关的第二端与复位电压连接，所述第三开关的第一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第三开关的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第二开关设置在所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端之间。可选地，所述场效应管还包括：第十二开关；所述场效应管的栅极作为所述电流源的输入端，所述场效应管的源极与电源连接，所述场效应管的漏极作为所述电流源的输出端，所述第十二开关设置在所述场效应管的漏极与所述参考电压之间。根据本公开实施例的第二方面，提供一种模拟数字转换器，应用于图像传感器，所述模拟数字转换器包括本公开实施例的第一方面所述的斜坡发生器、比较器、锁存器、寄存器和计数器；所述斜坡发生器的输出端与所述比较器的第一输入端连接，所述比较器的第二输入端用于接收像素信号，所述比较器的输出端与所述锁存器的输入端连接，所述锁存器的输出端与所述寄存器的第一输入端连接，所述计数器的输出端与所述寄存器的第二输入端连接，所述寄存器的输出端作为所述模拟数字转换器的输出端。根据本公开实施例的第三方面，提供一种产生斜坡信号的控制方法，应用于本公开实施例的第一方面所述的斜坡发生器，所述方法包括：通过所述信号发生器根据所述电流源输出的电流产生斜坡信号，并将所述斜坡信号输出给所述控制器；通过所述控制器根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源上；所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斜坡发生器，其特征在于，所述斜坡发生器包括：电流源(101)、信号发生器(102)和控制器(103)，所述电流源(101)的输出端与所述信号发生器(102)的输入端连接，所述信号发生器(102)的输出端与所述控制器(103)的输入端连接，所述控制器(103)的输出端与所述电流源(101)的输入端连接；/n所述信号发生器(102)用于根据所述电流源(101)输出的电流产生斜坡信号；/n所述控制器(103)用于根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源(101)上；/n所述电流源(101)用于根据所述调节后的反馈电压控制所述电流源(101)输出的电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种斜坡发生器，其特征在于，所述斜坡发生器包括：电流源(101)、信号发生器(102)和控制器(103)，所述电流源(101)的输出端与所述信号发生器(102)的输入端连接，所述信号发生器(102)的输出端与所述控制器(103)的输入端连接，所述控制器(103)的输出端与所述电流源(101)的输入端连接；
所述信号发生器(102)用于根据所述电流源(101)输出的电流产生斜坡信号；
所述控制器(103)用于根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源(101)上；
所述电流源(101)用于根据所述调节后的反馈电压控制所述电流源(101)输出的电流。


2.根据权利要求1所述的斜坡发生器，其特征在于，所述控制器(103)包括差分积分器，所述差分积分器包括差分模块和积分器；
所述差分模块的输出端与所述积分器的输入端连接，所述积分器的输出端与所述电流源(101)的输入端连接，所述差分模块的输入端与所述信号发生器(102)的输出端连接；
所述差分模块用于将所述信号发生器(102)的输出电压与第一电压(V_L)进行差分处理，并将获得的差分电压输入至所述积分器，所述信号发生器(102)的输出电压包括初始电压为复位电压(V_H)，通过预设时长输出的所述斜坡信号的电压值；
所述积分器用于将所述差分电压进行积分处理，以获得所述反馈电压。


3.根据权利要求2所述的斜坡发生器，其特征在于，所述差分模块至少包括以下任意一项：电阻，或者电容；
所述积分器至少包括以下任意一项：
单端一阶有源数字积分器、单端一阶有源模拟积分器、单端一阶无源数字积分器、单端一阶无源模拟积分器、单端多阶有源数字积分器、单端多阶有源模拟积分器、单端多阶无源数字积分器、单端多阶无源模拟积分器、多端一阶有源数字积分器、多端一阶有源模拟积分器、多端一阶无源数字积分器、多端一阶无源模拟积分器、多端多阶有源数字积分器、多端多阶有源模拟积分器、多端多阶无源数字积分器、多端多阶无源模拟积分器。


4.根据权利要求1-3任一项所述的斜坡发生器，其特征在于，所述信号发生器(102)至少包括以下任意一项：
一阶有源数字发生器、一阶有源模拟发生器、一阶无源数字发生器、一阶无源模拟发生器、多阶有源数字发生器、多阶有源模拟发生器、多阶无源数字发生器、多阶无源模拟发生器。


5.根据权利要求4所述的斜坡发生器，其特征在于，所述电流源(101)至少包括以下任意一项：场效应管(M1)、镜像电流源、电阻。


6.一种模拟数字转换器，其特征在于，应用于图像传感器，所述模拟数字转换器包括权利要求1-5中任一项所述的斜坡发生器、比较器、锁存器、寄存器和计数器；
所述斜坡发生器的输出端与所述比较器的第一输入端连接，所述比较器的第二输入端用于接收像素信号，所述比较器的输出端与所述锁存器的输入端连接，所述锁存器的输出端与所述寄存器的第一输入端连接，所述计数器的输出端与所述寄存器的第二输入端连接，所述寄存器的输出端作为所述模拟数字转换器的输出端。


7.一种产生斜坡信号的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-5中任一项所述的斜坡发生器，所述方法包括：
通过所述信号发生器(102)根据所述电流源(101)输出的电流产生斜坡信号，并将所述斜坡信号输出给所述控制器(103)；
通过所述控制器(103)根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源(101)上；
所述电流源(101)根据所述调节后的反馈电压控制所述电流源(101)输出的电流。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制器(103)包括差分积分器，所述差分积分器包括差分模块和积分器；所述差分模块的输出端与所述积分器的输入端连接，所述积分器的输出端与所述电流源(101)的输入端连接，所述差分模块的输入端与所述信号发生器(102)的输出端连接；
所述通过所述控制器(103)根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源(101)上，包括：
通过所述差分模块将所述信号发生器...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷述宇，
申请(专利权)人：宁波飞芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33