Esquema de conexión de suministro de energía de referencia para sensores de imagen CMOS de baja potencia basados en convertidores sigma-delta incrementales
Autores: Carvalho Freitas, Luis Miguel; Morgado-Dias, Fernando
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Esquema de conexión de suministro de energía de referencia para sensores de imagen CMOS de baja potencia basados en convertidores sigma-delta incrementales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sensores de imagen
Estructuras en paralelo de columnas
Convertidores de columna de sobremuestreo
Estructuras incrementales sigma-delta
Disipación de potencia
Alta velocidad de cuadro
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Los modernos sensores de imagen de óxido de metal complementario (CMOS), diseñados para obtener salidas digitales rápidas y de bajo ruido, se basan fundamentalmente en estructuras de paralelismo de columnas, diseñadas conjuntamente con convertidores de columnas de sobremuestreo. La elección típica para los convertidores de columnas empleados son las estructuras de sigma-delta incremental, que realizan intrínsecamente el muestreo múltiple correlacionado, creando un efecto de promediado sobre el ruido térmico del sistema cuando se utilizan en conjunto con píxeles de 4T fijados. Sin embargo, se sabe que estos tipos de convertidores de columnas son ávidos de energía, especialmente si el dispositivo de imagen necesita apuntar también a niveles de alta velocidad de cuadro. En este sentido, el objetivo de este documento fue abordar el exceso de disipación de energía que surge de los sensores de imagen al emplear convertidores incrementales de alto orden de sobremuestreo, mediante el uso de un esquema de conexión diferente para suministrar y conducir las señales de referencia requeridas a través de los convertidores de columnas en el chip de imagen. El esquema de conexión propuesto resultó ser totalmente funcional sin artefactos no deseados en la respuesta de salida del sensor de imagen, lo que permitió evitar del 20% al 50% de la disipación de energía, en relación con el método clásico de generación y conducción de referencias en el chip. Además, esta solución permite un sistema de placa de circuito impreso (PCB) mucho menos complicado y menos abarrotado.
Descripción
Los modernos sensores de imagen de óxido de metal complementario (CMOS), diseñados para obtener salidas digitales rápidas y de bajo ruido, se basan fundamentalmente en estructuras de paralelismo de columnas, diseñadas conjuntamente con convertidores de columnas de sobremuestreo. La elección típica para los convertidores de columnas empleados son las estructuras de sigma-delta incremental, que realizan intrínsecamente el muestreo múltiple correlacionado, creando un efecto de promediado sobre el ruido térmico del sistema cuando se utilizan en conjunto con píxeles de 4T fijados. Sin embargo, se sabe que estos tipos de convertidores de columnas son ávidos de energía, especialmente si el dispositivo de imagen necesita apuntar también a niveles de alta velocidad de cuadro. En este sentido, el objetivo de este documento fue abordar el exceso de disipación de energía que surge de los sensores de imagen al emplear convertidores incrementales de alto orden de sobremuestreo, mediante el uso de un esquema de conexión diferente para suministrar y conducir las señales de referencia requeridas a través de los convertidores de columnas en el chip de imagen. El esquema de conexión propuesto resultó ser totalmente funcional sin artefactos no deseados en la respuesta de salida del sensor de imagen, lo que permitió evitar del 20% al 50% de la disipación de energía, en relación con el método clásico de generación y conducción de referencias en el chip. Además, esta solución permite un sistema de placa de circuito impreso (PCB) mucho menos complicado y menos abarrotado.