收稿日期：２０２２－０６－１５．基金项目：国家自然科学基金项目（１１９７５０６６）；大连市科学技术局项目（２０２０ＲＴ０１）．＊通信作者：常玉春Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｕｃｈｕｎ＿ｃｈａｎｇ＠ｑｑ．ｃｏｍ光电器件ＤＯＩ：１０．１６８１８／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－５８６８．２０２２０６１５０３基于ＳＡＲ－ＳＳ架构的图像传感器专用高速列级ＡＤＣ设计刘宇帆，刘炯晗，程禹，曲杨，钟国强，常玉春＊（大连理工大学微电子学院，辽宁大连１１６０２４）摘要：针对图像传感器中传统列级模数转换器（ＡＤＣ）难以实现高帧频的问题，提出了一种由逐次逼近寄存器型（ＳＡＲ）ＡＤＣ和单斜坡型（ＳＳ）ＡＤＣ组成的混合型高速列级ＡＤＣ，使转换周期相较于传统的ＳＳＡＤＣ缩短约９７％；利用ＳＡＲＡＤＣ的电容实现像素的相关双采样（ＣＤＳ），在模拟域做差，使ＣＤＳ的量化时间缩短至一个转换周期，进一步提高了ＡＤＣ的量化速度；为了保证列级ＡＤＣ的线性度，提出了一种１ｂｉｔ冗余算法，可实现＋０．１３／－０．１２ＬＳＢ的微分非线性和＋０．１８／－０．９３ＬＳＢ的积分非线性。基于１８０ｎｍＣＭＯＳ工艺的仿真结果表明，该列级ＡＤＣ在５０ＭＨｚ时钟下，转换周期仅为１μｓ，无杂散动态范围为７３．５０ｄＢ，信噪失真比为６６．６５ｄＢ，有效位数为１０．７８ｂｉｔ。关键词：图像传感器；高速列级ＡＤＣ；逐次逼近寄存器ＡＤＣ；单斜坡ＡＤＣ；混合型ＡＤＣ；相关双采样中图分类号：ＴＮ４３；ＴＰ２１２文章编号：１００１－５８６８（２０２２）０６－１１１９－０５ＤｅｓｉｇｎｏｆＨｉｇｈ－ｓｐｅｅｄＣｏｌｕｍｎ－ｌｅｖｅｌＡＤＣｆｏｒＩｍａｇｅＳｅｎｓｏｒＢａｓｅｄｏｎＳＡＲ－ＳＳＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＬＩＵＹｕｆａｎ，ＬＩＵＪｉｏｎｇｈａｎ，ＣＨＥＮＧＹｕ，ＱｕＹａｎｇ，ＺＨＯＮＧＧｕｏｑｉａｎｇ，ＣＨＡＮＧＹｕｃｈｕｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２４，ＣＨＮ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔａｃｈｉｅｖｉｎｇｈｉｇｈｆｒａｍｅｒａｔｅｆｏｒｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏｌｕｍｎ－ｌｅｖｅｌａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ（ＡＤＣ）ｉｎｔｈｅｉｍａｇｅｓｅｎｓｏｒｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔ，ａｈｙｂｒｉｄｈ...
