[发明专利]时钟发生器以及包括其的图像传感器

说明书

公开了一种时钟发生器以及包括其的图像传感器，其涉及用于改进压控振荡器的操作速度的技术。该时钟发生器包括：相位频率检测器PFD，其被配置为检测时钟信号与基准时钟信号之间的相位差；电压转换器，其被配置为响应于相位频率检测器PFD的输出信号来调节与电压电平对应的电流；滤波器电路，其被配置为通过对电压转换器的输出信号进行滤波来生成控制电压；电压泵浦电路，其被配置为泵浦电压转换器的输出电压，并提供具有泵浦电压电平的控制电压；以及压控振荡器，其被配置为响应于控制电压来生成调节了振荡频率的时钟信号。

技术领域

本专利文献中所公开的技术和实现方式涉及一种时钟发生器以及包括该时钟发生器的图像传感器。

背景技术

通常，通过互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺实现的CMOS图像传感器(CIS)已被开发为具有比其它竞争产品更低的功耗、更低的成本和更小的尺寸。因此，CMOS图像传感器(CIS)已被深入研究并迅速得到广泛使用。具体地，CMOS图像传感器(CIS)已被开发为具有比其它竞争产品更高的图像质量，使得与竞争产品相比，CMOS图像传感器(CIS)的应用范围最近已扩展至需要更高分辨率和更高帧频的视频应用。

不同于固态图像拾取装置，CMOS图像传感器(CIS)需要将从像素阵列生成的模拟信号(像素信号)转换为数字信号。为了将模拟信号转换为数字信号，CMOS图像传感器(CIS)已被设计为包括高分辨率模数转换器(ADC)。

模数转换器(ADC)可关于指示像素阵列的输出信号的模拟输出电压执行相关双采样，并且可将所得电压存储在一个或更多个线存储器中。数字处理电路可通过处理从线存储器生成的数字信号来输出一个或更多个图像信号。

发明内容

所公开的技术的各种实现方式涉及一种时钟发生器以及包括该时钟发生器的图像传感器。

所公开的技术的一些实现方式涉及一种用于扩展压控振荡器的输出范围的时钟发生器以及包括该时钟发生器的图像传感器。

根据本公开的实施方式，一种时钟发生器可包括：相位频率检测器(PFD)，其被配置为接收时钟信号和基准时钟信号并检测时钟信号与基准时钟信号之间的相位差，该相位频率检测器基于所述相位差来提供第一输出信号；电压转换器，其在通信上联接到相位频率检测器以从相位频率检测器接收第一输出信号，并被配置为基于来自相位频率检测器(PFD)的第一输出信号来提供第二输出信号；滤波器电路，其在通信上联接到电压转换器以从电压转换器接收第二输出信号，并被配置为通过对来自电压转换器的第二输出信号进行滤波来生成控制电压；电压泵浦电路，其在通信上联接到电压转换器并被配置为泵浦电压转换器的输出电压，该电压泵浦电路提供具有泵浦电压电平的泵浦控制电压；以及压控振荡器，其在通信上联接到滤波器电路和电压泵浦电路，并被配置为生成具有基于控制电压或泵浦控制电压确定的振荡频率的时钟信号。

根据本公开的另一实施方式，一种时钟发生器可包括：滤波器电路，其被配置为在正常操作期间操作以提供控制电压并在滤波器电路中存储电荷；电压泵浦电路，其被配置为在泵浦操作期间操作以使用存储在滤波器电路中的电荷来生成泵浦控制电压，该泵浦控制电压高于控制电压；以及压控振荡器，其被配置为生成具有在正常操作期间基于控制电压并在泵浦操作期间基于泵浦控制电压确定的振荡频率的时钟信号。

根据本公开的另一实施方式，一种图像传感器可包括：模数转换器(ADC)电路，其被配置为将多个像素信号转换为至少一个数字信号；数据输出电路，其被配置为从ADC电路接收所述至少一个数字信号并基于所述至少一个数字信号来输出像素数据；数字处理电路，其被配置为从数据输出电路接收像素数据并基于时钟信号来执行像素数据的信号处理；以及时钟发生器，其被配置为生成时钟信号。时钟发生器可包括：滤波器电路，其被配置为在正常操作期间操作以提供控制电压并在滤波器电路中存储电荷；电压泵浦电路，其被配置为在泵浦操作期间操作以使用存储在滤波器电路中的电荷来生成泵浦控制电压，该泵浦控制电压等于或高于电源电压；以及压控振荡器，其被配置为生成具有在正常操作期间基于控制电压并在泵浦操作期间基于泵浦控制电压确定的振荡频率的时钟信号。