[发明专利]适用于CMOS图像传感器的电源噪声抵消电路

说明书

本发明提供一种适用于CMOS图像传感器的电源噪声抵消电路，包括：第一噪声通路，电源噪声通过源跟随晶体管输出第一输出噪声信号，所述第一噪声通路为电容比例增益相同，相位一致的全通网络；第二噪声通路，电源噪声通过比例调节模块输出第二输出噪声信号，所述第二噪声通路为电容比例增益相同，相位一致的全通网络，所述第一输出噪声信号与第二输出噪声信号相互抵消噪声。通过将源跟随晶体管的电源噪声通过两个噪声通路进行抵消，起到抗电源干扰，减小图像噪声，提高图像质量的目的。

技术领域

本发明涉及CMOS图像传感器模拟电路设计领域，特别涉及一种适用于CMOS图像传感器的电源噪声抵消电路。

背景技术

图像传感器是数字摄像头的重要组成部分，是一种将光学图像转换成电学信号的设备，它被广泛地应用在数码相机、移动终端、便携式电子装置和其他电子光学设备中。图像传感器按照元件的不同，可分为CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）和CMOS（Complementary Metal oxide Semiconductor，互补型金属氧化物半导体元件）图像传感器两大类。

CCD图像传感器除了大规模应用于数码相机外，还广泛应用于摄像机、扫描仪、以及工业领域等。而CMOS图像传感器由于其高度集成化、低功率损耗和局部像素可编程随即读取、速度快、成本低等优点，可适用于数码相机、PC摄像机、移动通信产品等领域。

随着图像传感器的持续快速的发展，促进了其进一步的小型化和集成。CCD图像传感器和CMOS图像传感器都是采用光电转换区域，一般采用光电二极管（Photodiode orPhotodetector）收集入射光，并将其转换为能够进行图像处理的光电荷。现有的CMOS图像传感器中，若干个像素单元组成的像素阵列接收入射光，收集光子。像素单元往往采用3T、4T或5T的结构，以4T为例，由转移晶体管（Transfer Transistor、TX）、复位晶体管（ResetTransistor、RST）、源跟随晶体管（Source-Follower Transistor、SF）、行选通管（RowSelector Transistor、RSEL），基本的工作原理为：通过光电转换形成光生载流子，产生模拟信号，通过对像素阵列的行选通并进行列读取，读出每列的模拟信号，进行后续的运算增益放大、模数转换等信号处理过程。

在实际工作中像素（pixel）的源跟随晶体管SF管供电电源的噪声会通过电容couple到像素单元的浮置扩散区FD上，接着通过信号通路被放大，模数转换（AD）转换之后体现到输出数据上，影响图像信噪比。一般做法是为pixel电路单独做一个LDO(LowDropout Regulator)，以减小外部供电电源噪声对图像质量的影响。如果LDO的输出受到影响，噪声同样还是会体现到图像上。当LDO噪声抑制性能有限的情况下，一种解决方法是，在信号通路中引入另外一路电源噪声，用来抵消从pixel处传入的部分。传统方式是为pixel电源做一个LDO，用以隔离外部供电电源上的噪声。这种方法当芯片干扰较大时，其稳定速度有限，在其稳定的过程中，噪声依然会体现到图像上。

发明内容

鉴于对背景技术中的技术问题的理解，如果能够提供一种有效消除图像传感器源跟随晶体管的电源噪声的电路设计，对电路整体性能的提升是有益的。

本发明提供一种适用于CMOS图像传感器的电源噪声抵消电路，所述电路包括：

第一噪声通路，电源噪声通过源跟随晶体管输出第一输出噪声信号，所述第一噪声通路为电容比例增益相同，相位一致的全通网络；

第二噪声通路，电源噪声通过比例调节模块输出第二输出噪声信号，所述第二噪声通路为电容比例增益相同，相位一致的全通网络，所述第一输出噪声信号与第二输出噪声信号相互抵消噪声。

在一实施例中，所述第二噪声通路中，所述电源噪声通过比例调节模块连接至斜坡电压信号的节点再连接至比较器,输出的第二输出噪声信号与第一输出噪声信号幅值相同，相位相同。