[发明专利]一种用于图像传感器的可编程器增益放大器

说明书

本发明涉及图像传感器技术领域，尤其是一种用于图像传感器的可编程器增益放大器，包括开关电容电路、主放大器和共模电平调节电路；所述共模电平调节电路包括开关S2和共模电平调节电容CP；所述开关S2为共模电平调节电路和开关电容电路的公用开关；所述开关电容电路包括可编程电容CS、可编程电容CF、开关S1、开关S2和开关S3。采用本方案，能够增加可编程器增益放大器电动态范围，从而降低可编程器增益放大器电动态范围对图像成像质量的影响，提高图像成像质量。

技术领域

本发明涉及图像传感器技术领域，特别涉及一种用于图像传感器的可编程器增益放大器。

背景技术

随着现代计算机技术以及信息处理技术的发展，智能系统成为了帮助人们处理外界各种复杂信息的重要工具，这些信息包括自然界的声、光、温度、压力以及气味。人们通过五官接受外界信息，其中，很大一部分的信息是通过视觉器官得到的。基于视觉图像巨大的信息量，先进的图像获取技术也就成了现代智能系统的重要组成部分。

图像传感器是图像获取设备的核心，目前主流的固体图像传感器主要包括CCD和CMOS两种图像传感器。CCD图像传感器由于其较高的填充因子和较低的固定模式噪声已经得到广泛的应用。但因其存在着多电压、高功耗、低速度、不易与CMOS集成等缺点，限制了它的应用。CMOS图像传感器正是解决了CCD存在的问题而得到了广泛的应用。但是，CMOS图像传感器应用环境的变化(例如温度与光线强度的变化)会直接影响CMOS图像传感器的信号强度及其性能。为了适应信号强度的变化，通常会在CMOS图像传感器输出端设置一个可编程增益放大器调节信号强度，以满足信号较大的动态范围要求。

目前，现有技术可编程器增益放大器通常采用带有失调消除技术的可编程器增益放大器，内部可实现采样保持、相关双采样、失调校准等功能，这样，减小了像素内的固定模式噪声、复位管的KTC噪声、可编程器增益放大器引入的列固定模式噪声。现有技术中带有失调消除技术的可编程器增益放大器工作过程一般分为两步：第一步采样像素复位信号和放大器的失调电压信号；第二步采样积分后的像素信号，将两次采样的模拟信号做差并，以共模电压为基准上升或下降输出图像信号电压，消除了像素单元的固定模式噪声、复位管的KTC噪声，同时做了失调校准处理，减小了列固定模式噪声的影响。由于实际的运算放大器输入电压动态范围和输出电压动态范围为有限范围并相互制约，造成可编程器增益放大器的电动态范围受限，降低了图像信号的动态范围，对图像成像质量有较大的影响。

综上，现有技术中的可编程器增益放大器存在着电动态范围小的问题，从而导致电动态范围对图像成像质量有较大的影响，因此，亟需设计一款新的可编程器增益放大器，能够增加可编程器增益放大器电动态范围，从而降低可编程器增益放大器电动态范围对图像成像质量的影响。

发明内容

本发明提供了一种用于图像传感器的可编程器增益放大器，能够增加可编程器增益放大器电动态范围，从而降低可编程器增益放大器电动态范围对图像成像质量的影响，提升图像成像质量。

本发明提供的基础方案：

一种用于图像传感器的可编程器增益放大器，包括开关电容电路、主放大器和共模电平调节电路；

所述共模电平调节电路包括开关S2和共模电平调节电容CP；

所述开关S2与共模电平调节电容CP串联；所述开关S2的一端与共模电平调节电容CP连接，所述开关S2的另一端与输出共模电平VREF连接，所述共模电平调节电容CP的另一端接地；

所述开关S2为共模电平调节电路和开关电容电路的公用开关；

所述开关电容电路包括可编程电容CS、可编程电容CF、开关S1、开关S2和开关S3；

所述可编程电容CS的一端与图像传感器像素列输出端连接，所述可编程电容CS的另一端与可编程电容CF、开关S1和主放大器的输入端连接；