[发明专利]多通道输入、单通道输出的数字信号驱动电路及驱动方法

说明书

本发明属于电路系统中的信号读出部分，涉及一种多通道输入、单通道输出的数字信号驱动电路及驱动方法；所述驱动电路包括使能脉冲生成电路、时序生成电路和m个信号传输电路；使能脉冲生成电路具有1个时钟信号输入端、1个使能脉冲信号输入端和n个列级电路输出开关控制信号输出端；时序生成电路具有k个列级电路输出开关控制信号输入端和k个信号传输控制时序输出端；每个信号传输电路具有n个列级电路信号输入端、n个列级电路输出开关控制信号输入端、k个信号传输控制时序输入端和1个单抽头数据输出端；在一个信号传输电路中将n列信号分成k段分别驱动，每段有j列读出电路，实现了列级电路至单抽头信号传输的多通道输入、单通道输出。

技术领域

本发明涉及电路系统中的信号读出部分，尤其涉及一种多通道输入、单通道输出的数字信号驱动电路及驱动方法。

背景技术

对应用于焦平面传感阵列信号读出、以物理尺寸在一或几个像素列宽内的读出电路为基本单位的列级信号读出电路系统而言，通常需要一套将多列读出电路的输出信号集中至单个抽头电路、再统一由抽头电路向读出电路外部输出的子系统。在这种子系统中，一个抽头对应的多个列级电路按例如第0列、第1列至第(n-1)列的顺序，依次向抽头输出信号；某个列级电路输出信号时，其他列级电路断开与抽头的连接；抽头接收信号，对外依次输出第0列、第1列至第(n-1)列的数据内容。此类读出方式使得电路系统对相关数据的输入输出端口(物理触点)的需求从原本成千上万个锐减至十几至几十个，大大提升系统集成度。

为减少电路系统抽头数量，提高系统集成度，在抽头处理速度允许的情况下，希望一个抽头能够对应尽可能多的列级电路。普遍使用某个列级电路的输出端与某个抽头电路输入端、该抽头对应的其余列级电路输出端(开关机构)直接建立物理连接至同一个线网的方法，此时需要同时考虑导线本身与各个列级电路输出端带来的寄生效应负载：抽头对应的列级电路数量越多，导线负载和其余列级电路带来的负载越大，对输出信号的列级电路的输出驱动能力要求越高；而考虑到RC网络相关理论，列级电路输出驱动的能力存在客观上限，将无法胜任大阵列规模的读出电路——抽头连接导线网络的驱动，此时信号速度和完整性存在不能兼顾的问题。

控制每个列级电路输出驱动的负载量是解决上述问题的一个方向。一种方法为减少抽头对应列级电路的数量，但在读出电路系统中列级电路总数量固定的情况下，该方法不利于控制系统中抽头的数量，从而影响系统集成度，对于像素尺寸较大、焦平面阵列水平方向尺寸较长的电路系统而言，读出电路——抽头连接导线网络的负载将不可避免地偏大，无法从根本上解决问题。一种更合适的方法为在“直接物理连接法”导线网络的基础上添加多级驱动，通过调节多级驱动电路中各级驱动的负载量以控制列级电路输出端的负载量，但在原先“直接物理连接法”导线网络中存在数字信号需进行双向传播的部分，而此方法所需的数字信号驱动电路通常仅支持单向信号传播，若设计不当将导致系统内信号相互冲突，故需精心设计架构和时序以保证信号按正确的方向传输。

发明内容

本发明提供一种多通道输入、单通道输出的数字信号驱动电路，尤其适用于列级读出电路向单通道抽头传输信号的应用，特点在于实现大面积数字信号导线网络的多级驱动，有效克服此类网络带来的大寄生负载问题。

在本发明的第一方面，本发明提供一种多通道输入单通道输出的数字信号驱动电路，包括使能脉冲生成电路、时序生成电路和m个信号传输电路；所述使能脉冲生成电路具有一个时钟信号输入端、一个使能脉冲信号输入端和n个列级电路输出开关控制信号输出端；所述时序生成电路具有k个列级电路输出开关控制信号输入端和k个信号传输控制时序输出端；每个所述信号传输电路具有n个列级电路信号输入端、n个列级电路输出开关控制信号输入端、k个信号传输控制时序输入端和一个单抽头数据输出端；n/k＝j；n、k、j、m均为正整数，且n、k为偶数；