基于SAR-SS架构的图像传感器专用高速列级ADC设计

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SS ADC缩短约97%;利用SAR ADC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1 bit冗余算法,可实现+0.13/-0.12 LSB的微分非线性和+0.18/-0.93 LSB的积分非线性。基于180 nm CMOS工艺的仿真结果表明,该列级ADC在50 MHz时钟下,转换周期仅为1μs,无杂散动态范围为73.50 dB,信噪失真比为66.65 dB,有效位数为10.78 bit。