循環模數轉換器及其信號處理方法、讀出電路和圖像傳感器技術

2、為解決上述技術問題，本專利技術提供一種循環模數轉換器，包括：

3、采樣放大電路，用于在控制信號的控制下，對輸入信號進行采樣以得到采樣信號，并對采樣信號進行放大和求和；

4、模數轉換電路，用于在控制信號的控制下，將采樣信號與參考信號進行比較，以輸出比較信號至所述采樣放大電路，以使所述采樣放大電路對放大后的像素信號與比較信號進行做差；

5、編碼電路，用于對n次循環得到的比較信號進行模數轉換編碼，以輸出n位的數字信號，其中，n為大于等于1的正整數。

6、可選的，在所述的循環模數轉換器中，所述采樣放大電路包括控制單元、采樣單元和運放單元；所述控制單元用于在多個控制信號的控制下，使所述采樣單元對輸入信號進行采樣，并使所述運放單元對采樣信號進行放大和求和；其中，輸入信號包括像素信號和比較信號，像素信號分為像素復位信號和像素曝光信號。

7、可選的，在所述的循環模數轉換器中，所述控制單元包括第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關、第七開關、第八開關、第一子開關、第二子開關、第三子開關和第四子開關；所述采樣單元包括第一電容、第二電容和第三電容；所述運放單元包括運算放大器；

8、所述第一開關的一端接入像素復位信號，另一端與所述第二開關的一端和所述第一電容的上極板相連；所述第二開關的另一端與所述運算放大器的輸出端相連；所述第一電容的下極板與所述運算放大器的負極輸入端相連；所述第三開關的一端與所述運算放大器的負極輸入端相連，另一端與所述運算放大器的輸出端相連；所述第四開關的一端接入像素曝光信號，另一端通過所述第一子開關與所述運算放大器的輸出端相連；所述第五開關的一端接入比較信號，另一端與所述第二電容的上極板相連，且另一端通過所述第一子開關與所述運算放大器的輸出端相連；所述第六開關的一端與所述第二電容的下極板相連，且通過所述第三子開關接入共模電壓，另一端與所述運算放大器的負極輸入端相連；所述第七開關的一端接入比較信號，另一端與所述第三電容的上極板相連，且另一端通過所述第二子開關與所述運算放大器的輸出端相連；所述第八開關的一端與所述第三電容的下極板相連，且通過所述第四子開關接入共模電壓，另一端與所述運算放大器的負極輸入端相連；所述運算放大器的正極輸入端接入共模電壓。

9、可選的，在所述的循環模數轉換器中，所述采樣放大電路被配置為：

10、當所述控制單元接收第一控制信號時，所述第一開關、所述第三開關、所述第五開關、所述第六開關、所述第二子開關、所述第三子開關、所述第四子開關閉合，所述第二開關、所述第四開關、所述第七開關、所述第八開關、所述第一子開關斷開，所述第一電容對像素復位信號進行采樣，所述第二電容對所述比較信號進行采樣；

11、當所述控制單元接收第二控制信號時，所述第一開關、所述第三開關、所述第五開關、所述第七開關、所述第八開關、所述第一子開關、所述第三子開關斷開，所述第二開關、所述第四開關、所述第六開關、所述第二子開關、所述第四子開關閉合，所述第二電容對像素曝光信號進行采樣；

12、當所述控制單元接收第三控制信號時，所述第一開關、所述第三開關、所述第四開關、所述第五開關、所述第六開關、所述第二子開關、所述第四子開關斷開，所述第二開關、所述第七開關、所述第八開關、所述第一子開關、所述第三子開關閉合，所述第三電容對所述比較信號進行采樣；

13、當所述控制單元接收第四控制信號時，所述第一開關、所述第三開關、所述第四開關、所述第七開關、所述第八開關、所述第一子開關、所述第三子開關斷開，所述第二開關、所述第五開關、所述第六開關、所述第二子開關、所述第四子開關閉合，所述第二電容對所述比較信號進行采樣。

14、可選的，在所述的循環模數轉換器中，所述模數轉換電路包括模數轉換單元和數模轉換單元；所述模數轉換單元用于對采樣信號與參考信號進行比較，以輸出轉換信號；所述數模轉換單元用于在控制信號的控制下，根據轉換信號輸出比較信號至所述采樣放大電路，以使所述采樣放大電路對放大后的像素信號與比較信號進行做差。

15、可選的，在所述的循環模數轉換器中，所述模數轉換單元包括第一比較器、第二比較器和邏輯電路；所述第一比較器和所述第二比較器的正極輸入端接入采樣信號，所述第一比較器的負極輸入端接入第一參考信號，所述第二比較器的負極輸入端接入第二參考信號，所述第一比較器和所述第二比較器的輸出端接入邏輯電路，所述邏輯電路輸出轉換信號；其中，所述第一參考信號值小于所述第二參考信號值。

16、可選的，在所述的循環模數轉換器中，所述模數轉換電路被配置為：

17、當所述數模轉換單元接收第一控制信號或第二控制信號時，所述數模轉換單元輸出取值固定的第一比較信號；

18、當所述數模轉換單元接收第三控制信號或第四控制信號時，若采樣信號小于所述第一參考信號值，則所述數模轉換單元輸出第二比較信號；若采樣信號大于所述第一參考信號值且小于所述第二參考信號值，則所述數模轉換單元輸出第三比較信號；若采樣信號大于所述第二參考信號值，則所述數模轉換單元輸出第四比較信號。

19、可選的，在所述的循環模數轉換器中，所述第一比較信號為循環模數轉換器本文檔來自技高網...

【技術保護點】

1.一種循環模數轉換器，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的循環模數轉換器，其特征在于，所述采樣放大電路包括控制單元、采樣單元和運放單元；所述控制單元用于在多個控制信號的控制下，使所述采樣單元對輸入信號進行采樣，并使所述運放單元對采樣信號進行放大和求和；其中，輸入信號包括像素信號和比較信號，像素信號分為像素復位信號和像素曝光信號。

3.根據權利要求2所述的循環模數轉換器，其特征在于，所述控制單元包括第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關、第七開關、第八開關、第一子開關、第二子開關、第三子開關和第四子開關；所述采樣單元包括第一電容、第二電容和第三電容；所述運放單元包括運算放大器；

4.根據權利要求3所述的循環模數轉換器，其特征在于，所述采樣放大電路被配置為：

5.根據權利要求1所述的循環模數轉換器，其特征在于，所述模數轉換電路包括模數轉換單元和數模轉換單元；所述模數轉換單元用于對采樣信號與參考信號進行比較，以輸出轉換信號；所述數模轉換單元用于在控制信號的控制下，根據轉換信號輸出比較信號至所述采樣放大電路，以使所述采樣放大電路對放大后的像素信號與比較信號進行做差。

6.根據權利要求5所述的循環模數轉換器，其特征在于，所述模數轉換單元包括第一比較器、第二比較器和邏輯電路；所述第一比較器和所述第二比較器的正極輸入端接入采樣信號，所述第一比較器的負極輸入端接入第一參考信號，所述第二比較器的負極輸入端接入第二參考信號，所述第一比較器和所述第二比較器的輸出端接入邏輯電路，所述邏輯電路輸出轉換信號；其中，所述第一參考信號值小于所述第二參考信號值。

7.根據權利要求6所述的循環模數轉換器，其特征在于，所述模數轉換電路被配置為：

8.根據權利要求7所述的循環模數轉換器，其特征在于，所述第一比較信號為循環模數轉換器的量化范圍的最小值；所述第二比較信號為循環模數轉換器的量化范圍的最小值；所述第三比較信號為共模電壓值；所述第四比較信號為循環模數轉換器的量化范圍的最大值。

9.一種信號處理方法，應用于如權利要求1~8任一項所述的循環模數轉換器，其特征在于，所述信號處理方法包括：

10.一種讀出電路，其特征在于，包括如權利要求1~8任一項所述的循環模數轉換器。

11.一種圖像傳感器，其特征在于，包括如權利要求10所述的讀出電路。