[发明专利]采用互补细斜坡的并行两步式单斜模数转换方法及电路

说明书

本发明公开的采用互补细斜坡的并行两步式单斜模数转换方法，设置粗斜坡信号Ramp_f，引入两路互补的细量化斜坡信号Ramp_c和设置两个比较器，通过开关网络的控制，实现粗量化与细量化的并行处理。本发明还公开了实现该方法的转换电路，包括比较器CMP1和比较器CMP2、开关电容控制网络、数字逻辑控制电路和三路斜坡信号发生电路；比较器CMP1和CMP2的正端输入接输入信号VIN，比较器CMP1和CMP2的负端输入接开关电容控制网络的输出，比较器CMP1和比较器CMP2的输出端分别接数字逻辑控制电路，数字逻辑控制电路与计数器连接，三路斜坡信号发生电路产生的斜坡信号其中一路为粗斜坡信号、其中两路为互补的细斜坡信号。本发明方法加快了量化速度，达到了更好的性能。

技术领域

本发明属于模拟数字转换技术领域，涉及一种采用互补细斜坡的并行两步式单斜模数转换方法，本发明还涉及采用互补细斜坡的并行两步式单斜模数转换电路。

背景技术

由于CMOS图像传感器具有功耗低和易于集成的优点，获得了大量的关注。随着图像传感器的广泛发展，在部分高速摄像中，对传感器的帧率提出了较高的要求，传统的单斜式模数转换电路已经无法应对。在此基础上技术人员提出了两步式的单斜模数转换电路，该转换电路先进行粗量化操作，再进行细量化操作，一次量化的时间为2^M+2^N，这种串行的结构存在量化速度较慢的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用互补细斜坡的并行两步式单斜模数转换方法，通过引入两路互补的细量化斜坡信号，实现粗细量化的并行处理，加快了量化速度，达到了更好的性能。

本发明的另一个目的是提供实现上述方法的转换电路。

本发明所采用的技术方案是，采用互补细斜坡的并行两步式单斜模数转换方法，设置粗斜坡信号Ramp_f，引入两路互补的细量化斜坡信号Ramp_c和设置两个比较器，通过开关网络的控制，实现粗量化与细量化的并行处理。

本发明的特点还在于：

粗量化处理和细量化处理同时开始。

两路互补的细斜坡信号Ramp_c和中，细斜坡信号由低电平上升至一个高电平，电压差值为粗斜坡信号Ramp_f的一个台阶电压；细斜坡信号由高电平下降至一个低电平，电压差值为粗斜坡信号Ramp_f的一个台阶电压。

本发明所采用的另一个技术方案是，采用互补细斜坡的并行两步式单斜模数转换电路，包括比较器CMP1和比较器CMP2、开关电容控制网络、数字逻辑控制电路和三路斜坡信号发生电路；比较器CMP1和CMP2的正端输入接输入信号VIN，比较器CMP1和CMP2的负端输入接开关电容控制网络的输出，比较器CMP1和比较器CMP2的输出端分别接数字逻辑控制电路，数字逻辑控制电路与计数器连接，三路斜坡信号发生电路产生的斜坡信号其中一路为粗斜坡信号、其中两路为互补的细斜坡信号。

本发明该技术方案的特点还在于：

开关电容控制网络包括粗斜坡控制开关S1和S2、细斜坡控制开关S5和S6、数字控制开关S3和S4以及保持电容C1和C2，粗斜坡控制开关S1一端接入粗斜坡信号Ramp_f，粗斜坡控制开关S1的另一端连接比较器CMP2的负输入端和保持电容C2的上极板；粗斜坡控制开关S2一端接入粗斜坡信号Ramp_f，粗斜坡控制开关S2的另一端连接比较器CMP1的负输入端和保持电容C1的上极板；细斜坡控制开关S5一端接入细斜坡信号Ramp_c，细斜坡控制开关S5的另一端连接保持电容C2；细斜坡控制开关S6一端接入细斜坡信号细斜坡控制开关S6的另一端连接保持电容C1；数字控制开关S3一端连接基准电压Vref，数字控制开关S3的另一端连接保持电容C2的下极板；数字控制开关S4一端连接基准电压Vref，数字控制开关S4的另一端连接保持电容C1的下极板。