【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像传感领域，特别是涉及一种量化电路、图像传感器以及信号量化方法。
技术介绍
1、对图像传感器而言，入射光子在像素阵列中的各个像素点中发生光电转换，成为模拟电信号，模拟信号再经模拟数字转换器(analog-to-digital converter，adc)转换为数字信号输出。其中，像素阵列产生的模拟信号通过adc转换为数字信号输出。考虑到功耗和面积的双重约束，采集列像素点的adc一般采用的是单斜式结构，即斜坡adc。
2、adc中的比较器对模数转换起到重要的作用，但是现有的adc中的比较器根据比较结果的会产生翻转，在低电平翻转到高电平的这一过程中，比较器的低电平的电平值较低，导致了从低到高整个完整地翻转过程的变化范围过大，影响供电电压进而影响了其他的相邻比较器的电压状态使得最终的adc输出不准确。除此之外，由于翻转过程的电压范围变化过大，晶体管需要更长的恢复时间，影响了翻转的速度。
3、基于此，如何解决比较器的电平翻转导致的adc输出不准确以及翻转速度过慢成为了亟需解决的问题。
4、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种量化电路、图像传感器以及信号量化方法，用于解决现有技术中比较器的电平
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种量化电路，包括：m个比较器；m为大于等于1的整数；各比较器均包括比较模块、放大模块以及钳位模块；
3、所述比较模块的第一输入端接收输入信号、第二输入端接收参考信号，用于比较所述输入信号与所述参考信号的大小并得到比较结果，进而基于比较结果输出第一输出电压；
4、所述放大模块连接所述比较模块的输出端，用于基于第一输出电压得到放大并反向输出的第二输出电压；
5、所述钳位模块的第一端连接第一电压源，第二端连接所述放大模块的输出端，用于在所述第二输出电压不满足预设电位时将所述第二输出电压调整至所述预设电位。
6、可选地，所述比较模块包括第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管、第二nmos管、第一开关、第二开关以及尾电流源；所述尾电流源连接所述第一nmos管的源极以及所述第二nmos管的源极，用于产生尾电流；所述第一nmos管的栅极作为所述比较模块的第一输入端，漏极连接所述第一pmos管的漏极；所述第一pmos管的源极连接第二电压源，栅极连接所述第二pmos管的栅极，漏极作为所述比较模块的输出端；所述第二pmos管的源极连接所述第二电压源，栅极和漏极相连；所述第二nmos管的栅极作为所述比较模块的第二输入端，漏极连接所述第二pmos管的漏极；所述第一开关两端分别连接所述第一nmos管的栅极与漏极，控制端接收第一调零信号，基于所述第一调零信号对所述第一nmos管进行自偏置校零；所述第二开关的两端分别连接所述第二nmos管的栅极与漏极，控制端接收第二调零信号，基于所述第二调零信号对所述第二nmos管进行自偏置校零。
7、可选地，所述放大模块包括第三pmos管、第五nmos管、第三开关以及电容器；所述第三pmos管的源极连接第三电压源，栅极连接所述比较模块的输出端，漏极作为所述放大模块的输出端；所述第五nmos管的漏极连接所述第三pmos管的漏极，栅极经由所述电容器接第四电压源，源极接所述第四电压源；所述第三开关的两端分别连接所述第五nmos管的栅极与漏极，控制端接收第一控制信号。
8、可选地，所述尾电流源包括第三nmos管以及第四nmos管；所述第三nmos管的漏极连接所述第一nmos管的源极和所述第二nmos管的源极，栅极连接第一偏置电压，源极连接所述第四nmos管的漏极；所述第四nmos管的栅极连接第二偏置电压，源极接第五电压源。
9、可选地，所述钳位模块包括第六nmos管；所述第六nmos管的漏极连接所述第一电压源，栅极连接钳位电压，源极连接所述放大模块的输出端，基于钳位电压导通所述第六nmos管以对所述第二输出电压调整。
10、可选地，所述钳位模块还包括设置于所述放大模块的输出端以及所述第六nmos管之间的第七nmos管；所述第七nmos管的漏极连接所述第六nmos管的源极，栅极接收第二控制信号，源极连接所述放大模块的输出端，基于所述第二控制信号开启或关闭所述钳位模块。
11、可选地，所述量化电路还包括脉冲生成逻辑模块；所述脉冲生成逻辑模块连接所述钳位模块的输出端，并接收计数使能信号，以在所述计数使能信号有效时对所述第二输出电压进行反向并输出，进而得到第三输出电压。
12、可选地，所述脉冲生成逻辑模块包括第八nmos管、第九nmos管、第四pmos管、第五pmos管、与非门以及反相器；所述第八nmos管的源极连接第六电压源，栅极连接所述计数使能信号，漏极连接所述第九nmos管的源极；所述第九nmos管的栅极接收所述第二输出电压，漏极连接所述第四pmos管的漏极；所述第四pmos管的源极连接第七电压源，栅极接收所述第二输出电压；所述第五pmos管的源极连接所述第七电压源，栅极连接所述计数使能信号，漏极连接所述第四pmos管的漏极；所述与非门的第一输入端连接所述计数使能信号，第二输入端连接所述第四pmos管的漏极；所述反相器的输入端连接所述与非门的输出端，输出端输出所述第三输出电压。
13、可选地，所述量化电路还包括电压生成器；所述电压生成器连接比较器中的所述钳位模块，用于产生钳位电压以调节对应的钳位模块对所述第二输出电压的调整范围。
14、可选地，所述电压生成器包括参考电压生成模块以及升压模块；所述参考电压生成模块用于产生与所述钳位模块对应的第一电压；所述升压模块接收所述第一电压，用于将所述第一电压抬升至第二电压并将所述第二电压输出至所述钳位模块，以基于所述第二电压调整所述第二输出电压。
15、可选地，当所述比较模块包括第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管、第二nmos管、第一开关、第二开关以及尾电流源；所述尾电流源包括第三nmos管以及第四nmos管；所述放大模块包括第三pmos管、第五nmos管、第三开关以及电容器；所述钳位模块包括第六nmos管以及第七nmos管时：
16、所述参考电压生成模块包括第六pmos管、第七pmos管、第八pmos管、第十nmos管、第十一nmos管、第十二nmos管、第十三nmos管、第十四nmos管以及第十五nmos管；所述第十nmos管的源极连接第五电压源，栅极连接第三偏置电压，漏极连接所述第十一nmos管的源极；所述第十一nmos管的栅极连接第四偏置电压，漏极连接所述第十二nmos管的源极；所述第十二nmos管的漏本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种量化电路，其特征在于，所述量化电路至少包括：M个比较器；M为大于等于1的整数；各比较器均包括比较模块、放大模块以及钳位模块；
2.根据权利要求1所述的量化电路，其特征在于：所述比较模块包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第一开关、第二开关以及尾电流源；
3.根据权利要求2所述的量化电路，其特征在于：所述尾电流源包括第三NMOS管以及第四NMOS管；
4.根据权利要求1所述的量化电路，其特征在于：所述钳位模块包括第六NMOS管；
5.根据权利要求4所述的量化电路，其特征在于：所述钳位模块还包括设置于所述放大模块的输出端以及所述第六NMOS管之间的第七NMOS管；
6.根据权利要求1所述的量化电路，其特征在于：所述量化电路还包括脉冲生成逻辑模块；
7.根据权利要求6所述的量化电路，其特征在于：所述脉冲生成逻辑模块包括第八NMOS管、第九NMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、与非门以及反相器；
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的量化电路，其特征在于：所述
9.根据权利要求8所述的量化电路，其特征在于：所述电压生成器包括参考电压生成模块以及升压模块；
10.根据权利要求9所述的量化电路，其特征在于：当所述比较模块包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第一开关、第二开关以及尾电流源；所述尾电流源包括第三NMOS管以及第四NMOS管；所述放大模块包括第三PMOS管、第五NMOS管、第三开关以及电容器；所述钳位模块包括第六NMOS管以及第七NMOS管时：
11.根据权利要求9所述的量化电路，其特征在于：所述升压模块包括PMOS电流镜结构、电阻组件以及NMOS电流镜结构；
12.根据权利要求11所述的量化电路，其特征在于：所述PMOS电流镜结构至少包括P个第九PMOS管以及P个第十PMOS管；P为大于等于1的整数；
13.一种图像传感器，其特征在于：包括如权利要求1-12中任意一项所述的量化电路，所述图像传感器包括呈阵列排布的像素阵列，其中，每一所述比较器与至少一列像素列对应，当所述量化电路存在所述电压生成器时，所述电压生成器与所述比较器形成的行对应。
14.一种信号量化方法，基于如权利要求1-12任一项所述的量化电路实现，其特征在于：
15.根据权利要求14所述的信号量化方法，其特征在于：所述参考信号设置为斜坡信号；所述输入信号分别设置为复位信号或图像信号；基于所述复位信号的量化结果以及所述图像信号的量化结果做差计算，以实现相关双采样。
...【技术特征摘要】
1.一种量化电路，其特征在于，所述量化电路至少包括：m个比较器；m为大于等于1的整数；各比较器均包括比较模块、放大模块以及钳位模块；
2.根据权利要求1所述的量化电路，其特征在于：所述比较模块包括第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管、第二nmos管、第一开关、第二开关以及尾电流源；
3.根据权利要求2所述的量化电路，其特征在于：所述尾电流源包括第三nmos管以及第四nmos管；
4.根据权利要求1所述的量化电路，其特征在于：所述钳位模块包括第六nmos管；
5.根据权利要求4所述的量化电路，其特征在于：所述钳位模块还包括设置于所述放大模块的输出端以及所述第六nmos管之间的第七nmos管；
6.根据权利要求1所述的量化电路，其特征在于：所述量化电路还包括脉冲生成逻辑模块；
7.根据权利要求6所述的量化电路，其特征在于：所述脉冲生成逻辑模块包括第八nmos管、第九nmos管、第四pmos管、第五pmos管、与非门以及反相器；
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的量化电路，其特征在于：所述量化电路还包括电压生成器；
9.根据权利要求8所述的量化电路，其特征在于：所述电压生成器包括参考电压生成模块以及升压模块；
10.根据权利要求9所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，衡佳伟，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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