CMOS高帧频瞬态摄像机

介绍了CMOS高帧频瞬态摄像机的设计方法.该摄像机用于短脉冲激光照明选通成像.该像机采用了具有背景消除的选通单元,瞬态帧采集控制,保峰功能的信号读出电路.实现了在选通延迟时间0～320 μs、选通时间50～14 000 ns、最高500帧/秒内的选通成像.     

低功耗64×64 CMOS快照模式焦平面读出电路新结构

介绍了一个工作于快照模式的CMOS焦平面读出电路的低功耗新结构-OESCA(Odd-Even SnapshotCharge Amplifier)结构该结构像素电路非常简单,仅用三个NMOS管;采用两个低功耗设计的电荷放大器做列读出电路,分别用于奇偶行的读出,不但可有效消除列线寄生电容的影响,而且列读出电路的功耗可降低1 5%,因此OESCA新结构特别适于要求低功耗设计的大规模、小像素阵列焦平面读出电路采用OESCA结构和1.2μm双硅双铝标准CMOS工艺设计了一个64×64规模焦平面读出电路实验芯片,其像素尺寸为50μm×50μm,读出电路的电荷处理能力达10.37pC.详细介绍了该读出电路的体系结构、像素电路、探测器模型和工作时序,并给出了精确的SPICE仿真结果和试验芯片的测试结果.     

低功耗64×64CMOS快照模式焦平面读出电路新结构

介绍了一个工作于快照模式的 CMOS焦平面读出电路的低功耗新结构— OESCA (Odd- Even SnapshotCharge Am plifier)结构 .该结构像素电路非常简单 ,仅用三个 NMOS管 ;采用两个低功耗设计的电荷放大器做列读出电路 ,分别用于奇偶行的读出 ,不但可有效消除列线寄生电容的影响 ,而且列读出电路的功耗可降低 15 % ,因此 OESCA新结构特别适于要求低功耗设计的大规模、小像素阵列焦平面读出电路 .采用 OESCA结构和 1.2μm双硅双铝标准 CMOS工艺设计了一个 6 4× 6 4规模焦平面读出电路实验芯片 ,其像素尺寸为 5 0μm× 5 0μm ,读出电路的电荷处理能力达 10 .3     

64×64元InSb红外焦平面读出电路研制进展

研制了用于 6 4× 6 4元InSb红外焦平面的几种读出电路。ISM 6 4× 6 4- 2型电路是采用直接注入模式 ,行积分工作的读出电路。ISM 6 4× 6 4- 3型电路仍然采用直接注入读出模式 ,行积分工作 ,但是增加了一级采样保持电路。ISM 6 4× 6 4- 4型电路采用直接注入模式 ,帧积分工作 ,因而可大大提高信噪比。描述了 2、3和 4型电路的结构 ,工作原理及版图设计特点 ,电路的制造工艺、测试方法及其主要性能。     

高帧频64×64元蓝光响应增强CCD

为了实现对快速运动目标的跟踪成像或记录其快速变化的过程,研制了一种高帧频64×64元蓝光响应增强CCD.该器件的存储区采用漏斗形结构以提高其工作频率,光敏元采用多蓝光窗口来提高其蓝光响应,衬底采用较高的电阻率50 Ω·cm从而提高了其红光响应,采用MPP技术来降低暗电流.器件的帧频为2 000 f/s,在450～900 nm波长范围的平均量子效率为45％,动态范围达到15 000∶1,暗电流为30 pA/cm2.     

格雷码在焦平面CMOS读出电路中的应用

介绍了一种利用格雷码在焦平面CMOS读出电路中实现灵活读出方式,并且改善芯片整体性能的设计思想,采用的仿真设计工具是Cadence IC 5.0.在分析格雷码特征的基础上,利用格雷码的反射性和单步循环特性设计了一种不同于传统结构的新型读出电路,并给出了相应的仿真波形.该读出电路以较简单的结构实现了四种顺序的读出方式,同时降低了芯片功耗并提高了稳定性.     

高帧频低噪声红外焦平面信息获取系统

设计了一种针对法国引进制冷型高性能320×256元HgCdTe长波红外焦平面探测器MARS LW K508的信息获取系统。该系统包括红外光学镜头、探测器驱动电路、信号处理电路、数据采集与控制电路、图像传输与处理软件等。经过测试,系统在全帧读出时可实现最高200 Hz的帧频,面对300 K黑体目标测试得到均值噪声为0.7～0.8 mV,综合灵敏度优于0.1 K。系统获取的图像经过校正后质量良好。该系统可用于地表热红外成像光谱探测、高速红外监视成像等高端热红外焦平面应用领域。     

逐行复位快闪式CMOS焦平面读出电路的测试方法

介绍了一种逐行复位快闪CMOS 焦平面读出电路的测试方法及测试结果。该电路基于电荷转移原理,采用逐行复位方式。基于测试考虑,设计了模拟光电流的测试管,和可调节的工作时序。设计了一种新的测试方法测量出了内部寄生参量。除此以外对电路的其他重要参数进行了详细测量。     

非制冷红外焦平面CMOS读出电路设计

在过去的10年里红外焦平面阵列成像技术逐渐进入了成熟期,从红外焦平面的发展背景出发,简要介绍了一种新颖的非制冷焦平面成像技术,论述了读出电路在红外焦平面信号传输中的作用并介绍了其基本框图,分析了国内外焦平面读出电路的现状,最后提出了一些在红外焦平面阵列读出电路设计中所需要注意的问题。     

256×256高帧频可见光CCD的研制

采用三相全帧帧转移结构和常规的CCD工艺,设计并研制了一种高速摄像用256×256元高帧频可见光CCD成像器件.器件光敏元采用MOS结构,尺寸为10μm×10μm,4信号抽头输出,占空比100%.测试结果表明,器件工作波长为0.4～1.1 μm,光灵敏度为0.05 lx(峰值波长处,积分时间40 ms),帧速为500帧/秒,动态范围大于等于54 dB,响应非均匀性小于等于2%.     

一个128×128CMOS快照模式焦平面读出电路设计

本文介绍了一个工作于快照模式的CMOS焦平面读出电路新结构——DCA(Direct-injection Charge Amplifier)结构.该结构像素电路仅用4个MOS管,采用特殊的版图设计并用PMOS管做复位管,既可保证像素内存储电容足够大,又可避免复位电压的阈值损失,从而提高了读出电路的电荷处理能力.由于像素电路非常简单,且该结构能有效消除列线寄生电容C_bus的影响,因此该结构非常适用于小像素、大规模的焦平面读出电路.采用DCA结构和1.2μm双硅双铝(DPDM-Double-Poly Double-Metal)标准CMOS工艺设计了一个128×128规模焦平面读出电路试验芯片,其像素尺寸为50×50μm²,电荷处理能力达11.2pC.本文详细介绍了该读出电路的体系结构、像素电路、探测器模型和工作时序,并给出了精确的HSPICE仿真结果和试验芯片测试结果.     

基于CPLD的高帧频CMOS相机驱动电路设计

依据Micron公司MI-MV13型高帧频互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器驱动控制时序关系,设计了高帧频相机驱动控制时序.选用Actel公司复杂的可编程逻辑器件及其开发系统,并利用硬件描述语言实现了驱动时序及控制时序.实验表明,设计的控制驱动时序完全能满足图像传感器的要求.     

高帧频数字摄像机显示系统设计

以Camera Link接口的高帧频数字摄像机具有输出帧频高、数据量大的特点,常规的监视器无法直接显示,限制了其在实时监测方面的应用,因此,高帧频数字摄像机的实时全分辨率显示具有重要意义。本文分析了高帧频摄像机数字口输出工作时序,针对其数据量大的特点,提出利用FPGA外部扩展SDRAM的方式存储缓冲图像数据的解决方案。该方案可灵活抽取SDRAM存储的部分数据帧来显示,实现高速图像数据流的帧频变换和时钟域变换,在相应的显示时序控制下,通过DAC转换成VGA视频格式以满足显示设备的需要,实现视频图像的稳定显示。     

红外焦平面CMOS单元读出电路

研制出一种 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 差分放大器组成的电容反馈互导放大器（ Ｃ Ｔ Ｉ Ａ） 型红外焦平面读出电路,其输出端带有相关双取样（ Ｃ Ｄ Ｓ） 电路。对读出电路的注入效率进行了计算机模拟。介绍了器件的设计与工艺分析。实验结果表明,在７７ Ｋ 下,读出电路的动态范围为６６ ｄ Ｂ,功耗典型值为０ ．５３ 毫瓦／ 位     

微测辐射热计焦平面阵列CMOS读出技术研究

非致冷微测辐射热计探测器以其低价格，高可靠性和高性能能成为热像仪的首选。制作在硅衬底中的读出电路的设计直接影响到整个系统的性能。按读出方式来分，测辐射热计集成读出电路（ROIC）可分为顺序存取读出电路和随机存取读出电路，本文介绍了测辐射热计读出电路的设计原理。分别对两种读出方式作了分析，重点研究了顺序存取读出电路中的移位寄存器，提出了解决延迟的切实可行的方案。     

红外焦平面CMOS读出电路TDI功能的测试方法研究

给出了一种新颖的红外焦平面CMOS读出电路TDI功能的测试方法.该方法通过在电测试MOS场效应晶体管栅极施加不同波形的方波激励信号,观察输出电压波形的对应变化,验证TDI功能的信号延迟和累加操作是否正确.应用该方法实际测试了一款TDI型红外焦平面CMOS读出电路,各种激励模式下测试得到的输出波形均与预计的理想输出波形吻合,证明该测试方法可行,且简单、直观、有普适性.     

大面阵CMOS快照模式焦平面读出电路设计分析

针对一款大面阵(640×512元)快照模式制冷型红外焦平面用的读出电路进行了初步分析验证.该读出电路采用改进DI结构,先积分后读出的积分控制模式,像素尺寸为25μm×25μm,芯片已在0.5μm双硅双铝(DPDM)标准CMOS工艺下试制.首先对该电路结构及工作原理进行分析,并对输入级等电路的传输特性进行仿真验证,最后给出探测器阵列与读出电路芯片互连后的测试结果.结果表明该读出电路适用于小像素、大规模的红外焦平面阵列.     

基矛CPLD的高帧频CMOS相机驱动电路设计

依据Micron公司MI-MV13型高帧频互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器驱动控制时序关系,设计了高帧频相机驱动控制时序。选用Actel公司复杂的可编程逻辑器件及其开发系统,并利用硬件描述语言实现了驱动时序及控制时序。实验表明．设计的控制驱动时序完全能满足图像传感器的要求。     

576×6红外焦平面阵列驱动电路的设计与实现

介绍了576×6红外焦平面阵列驱动电路的工作原理和重要作用,提出了基于 MSP430单片机和FPGA硬件平台的驱动电路设计新思路,着重解决了如何在满足驱动能力的前提下提高直流偏置电压精度的问题,并给出了详细的实现方法.     

大规模高帧频读出电路高速数据传输模型研究

本文针对大规模高帧频读出电路的数字信号输出建立了高速数据传输模型.首先由集总参数模型得到传输电路3 dB带宽及响应时间常数与各器件参数之间的关系,指明了输出级MOS管的尺寸及传输线负载是决定高速时域响应特性的关键参数.进一步采用分布参数模型,利用Elmore延时模型更精确地确定了响应时间常数的数学解析式,获得了可使带宽...