本技術(shù)涉及圖像傳感器,特別是涉及一種量化電路及圖像傳感器。
背景技術(shù):
1、隨著圖像傳感器的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域逐擴大,性能需求也逐漸提高,特別是對于汽車應(yīng)用芯片,需要滿足國際標準的要求。然而,現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中的芯片,難以有效實現(xiàn)電流或者電壓等的量化,例如,對于有些圖像傳感器中的位于外圍電路區(qū)域的電壓或電流量化電路,需要較大的面積開銷,轉(zhuǎn)換速率難以滿足需求,難以實現(xiàn)有效的電流或者電壓的量化,從而容易造成芯片安全風(fēng)險。
2、應(yīng)該注意,上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整的說明,并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本實用新型的背景技術(shù)部分進行了闡述而認為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,本實用新型的目的在于提供一種量化電路及圖像傳感器,有效實現(xiàn)了電流或電壓的量化,電路結(jié)構(gòu)簡單可以有效節(jié)省芯片面積開銷,且轉(zhuǎn)換速率較快。
2、為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本實用新型提供一種量化電路,所述量化電路包括:
3、充放電模塊,在第一時間內(nèi)基于第一電流信號與第二電流信號之差進行充電操作并在第二時間內(nèi)基于所述第二電流信號進行放電操作以得到電容電壓信號;
4、比較輸出模塊,與所述充放電模塊相連,通過對所述電容電壓信號和參考電壓信號進行比較得到輸出信號,以基于所述輸出信號的占空比實現(xiàn)對所述第二電流信號的量化。
5、可選地,所述第二電流信號為第三電流信號與第四電流信號之和,此時,基于所述輸出信號的占空比實現(xiàn)對所述第三電流信號的量化。
6、可選地,所述充放電模塊包括:
7、第一電流單元,用于產(chǎn)生所述第一電流信號以進行充電操作;
8、第三電流單元,用于傳遞所述第三電流信號以進行放電操作;
9、第四電流單元,用于產(chǎn)生所述第四電流信號以進行放電操作;
10、充放電控制單元,分別與所述第一電流單元、所述第三電流單元及所述第四電流單元相連,用于在所述輸出信號的控制下,于第一時間內(nèi)同時開啟充電操作和放電操作,于第二時間內(nèi)關(guān)閉充電操作并繼續(xù)放電操作。
11、可選地,所述第一電流單元包括第一mos管及第二mos管;所述第一mos管的控制端連接第一控壓信號,第一端連接所述第二mos管的第二端,第二端連接電源電壓信號;所述第二mos管的控制端連接第一偏壓信號,第一端作為所述第一電流單元的供流端;
12、和/或,所述第三電流單元包括第三mos管、第四mos管、第五mos管及第六mos管;所述第三mos管的控制端連接所述第四mos管的控制端并連接第二偏壓信號,第一端連接所述第三電流信號,第二端連接所述第五mos管的第一端;所述第四mos管的第一端作為所述第三電流單元的供流端,第二端連接所述第六mos管的第一端;所述第五mos管的控制端連接所述第六mos管的控制端并連接所述第三mos管的第一端,所述第五mos管及所述第六mos管的第二端連接參考地;
13、和/或,所述第四電流單元包括第七mos管及第八mos管;所述第七mos管的控制端連接第二偏壓信號,第一端作為所述第四電流單元的供流端,第二端連接所述第八mos管的第一端;所述第八mos管的控制端連接第二控壓信號,第二端連接參考地;
14、和/或,所述充放電控制單元包括第九mos管、第十mos管、第十一mos管及電容;所述第九mos管的控制端連接所述輸出信號,第一端連接所述第十mos管的第一端,第二端連接所述第十一mos管的第二端并連接所述第一電流單元的供流端;所述第十mos管的控制端連接其第一端,第二端連接參考地;所述第十一mos管的控制端連接輸出信號的反相信號,第一端連接所述電容的第一端并連接所述第三電流單元及所述第四電流單元的供流端;所述電容的第一端作為所述充放電模塊的輸出端,第二端連接參考地。
15、可選地,所述充放電模塊還包括控壓提供單元,用于向所述第一電流單元提供第一控壓信號及向所述第四電流單元提供第二控壓信號。
16、可選地,所述控壓提供單元包括第一控壓信號提供部分和第二控壓信號提供部分,所述第一電流單元與所述第一控壓信號提供部分的電流鏡像比例滿足m:1,所述第四電流單元與所述第二控壓信號提供部分的電流鏡像比例滿足n:1,其中,m和n均為大于或等于1的正整數(shù)且m大于n。
17、可選地,所述第一控壓信號提供部分包括運算放大器、第十二mos管、第十三mos管及第一電阻;所述運算放大器的第一輸入端連接基準電壓信號,第二輸入端連接所述第一電阻的第一端,輸出端連接所述第十二mos管的控制端,還連接所述第一電阻的第一端并作為所述控壓提供單元的第一輸出端;所述第十二mos管的第一端連接所述第十三mos管的第二端,第二端連接電源電壓信號;所述第十三mos管的控制端連接第一偏壓信號,第一端連接所述第一電阻的第一端;所述第一電阻的第二端連接參考地;
18、所述第二控壓信號提供部分包括第十四mos管、第十五mos管、第十六mos管及第十七mos管;所述第十四mos管的控制端連接所述運算放大器的輸出端,第一端連接所述第十五mos管的第二端,第二端連接電源電壓信號;所述第十五mos管的控制端連接第一偏壓信號,第一端連接所述第十六mos管的第一端及所述第十七mos管的控制端并作為所述控壓提供單元的第二輸出端;所述第十六mos管的控制端連接第二偏壓信號,第二端連接所述第十七mos管的第一端;所述第十七mos管的第二端連接參考地。
19、可選地,所述控壓提供單元還包括密勒補償部分,連接于所述運算放大器的輸出端及所述第一電阻的第一端之間。
20、可選地,所述密勒補償部分包括密勒電容,連接于所述運算放大器的輸出端及所述第一電阻的第一端之間;或者,所述密勒補償部分還包括補償電阻,所述補償電阻與所述密勒電容串聯(lián)于所述運算放大器的輸出端及所述第一電阻的第一端之間。
21、可選地,所述比較輸出模塊包括比較器、反相器及d觸發(fā)器;所述比較器的第一輸入端連接參考電壓信號,第二輸入端連接所述充放電模塊的輸出端,輸出端連接所述反相器的輸入端;所述反相器的輸出端連接所述d觸發(fā)器的數(shù)據(jù)端;所述d觸發(fā)器的時鐘端連接時鐘信號,輸出端作為所述比較輸出模塊的輸出端。
22、可選地,所述量化電路還包括輸入轉(zhuǎn)換模塊,用于將輸入的待量化電壓信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電流信號。
23、可選地,所述輸入轉(zhuǎn)換模塊包括:
24、電壓放大單元,用于對所述待量化電壓信號進行放大得到電壓放大信號;
25、電壓電流轉(zhuǎn)換單元,與所述電壓放大單元相連,用于將所述電壓放大信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電流信號。
26、可選地,所述輸入轉(zhuǎn)換模塊還包括密勒補償單元,連接于所述電壓放大單元及所述電壓電流轉(zhuǎn)換單元之間。
27、可選地,所述電壓放大單元包括連接成單位增益負反饋的兩級運算放大器;
28、和/或,所述電壓電流轉(zhuǎn)換單元包括第十八mos管、第十九mos管、第二十mos管、第二十一mos管及第二電阻;所述第十八mos管的控制端連接所述第十九mos管的控制端并連接所述電壓放大信號,第一端連接所述第二十mos管的第二端,第二端連接電源電壓信號;所述第十九mos管的第一端連接所述第二十一mos管的第二端,第二端連接電源電壓信號;所述第二十mos管的控制端連接所述第二十一mos管的控制端并連接第一偏壓信號,第一端連接所述第二電阻的第一端;所述第二十一mos管的第一端作為所述輸入轉(zhuǎn)換模塊的輸出端;所述第二電阻的第一端連接所述電壓放大單元的輸出端,第二端連接參考地;其中,在所述輸入轉(zhuǎn)換模塊還包括密勒補償單元時,所述第二電阻的第一端經(jīng)由所述密勒補償單元連接所述電壓放大單元的輸出端。
29、本實用新型還提供一種圖像傳感器,包括如上述方案中任意一項所述的量化電路。
30、如上所述,本實用新型的量化電路及圖像傳感器,通過充放電模塊及比較輸出模塊的設(shè)計或者輸入轉(zhuǎn)換模塊、充放電模塊及比較輸出模塊的設(shè)計,提出一種全新的量化電路結(jié)構(gòu),無需借助計數(shù)器即可量化模擬電信號,有利于減小量化誤差,提高量化精度,可以應(yīng)用于圖像傳感器的外圍電路里,量化圖像傳感器的外圍電壓電流時,相比于直接復(fù)用讀出電路里的單斜adc,該量化電路結(jié)構(gòu)簡單可以有效節(jié)省芯片面積開銷,且轉(zhuǎn)換速率較快。