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High Speed Column Level ADC Design with TDC Technology for CMOS Image Sensor

CMOS芯片 图像传感器 电子工程 电压 信号(编程语言) 帧速率 时钟频率 噪音(视频) 信噪比(成像) 失真(音乐) 工程类 电气工程 计算机科学 图像(数学) 放大器 电信 人工智能 程序设计语言 计算机视觉
作者
Yangle Wang,Zhongjie Guo,Youmei Guo,Ruiming Xu,Bing Wang,Suiyang Liu
标识
DOI:10.1109/icet58434.2023.10212063
摘要

A high-speed column-level ADC for CMOS image sensors is proposed in this paper, which uses a fully parallel two-step structure combined with TDC technology. The proposed circuit is designed and verified based on 55nm CMOS process. Under the design environment of 3.3 V analog voltage, 1.2V digital voltage, 250 MHz clock frequency and 1.5V input signal range, the signal-to-noise-distortion ratio (SNDR) of the 12-bit ADC reaches 68.272 dB, the DNL is +0.8/−0.8LSB, and the INL is +1.47/−1.74LSB. The power consumption of the column circuit is 72 μW and the switching time is 370 ns. It provides an efficient column-level ADC design scheme for high frame rate and large area array CMOS image sensors.
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