[实用新型]一种分布式前端模数变换与读出电路、具有其的像素探测器及成像设备

权利要求书

1.一种分布式前端模数变换与读出电路，其特征在于，包括斜波电压发生器、斜波电压缓冲器、多个像素内模数变换及读出电路；其中

所述斜波电压发生器与斜波电压缓冲器连接，用于将产生的斜波电压输入给斜波电压缓冲器；

所述斜波电压缓冲器与各比较器连接，用于将收到的斜坡电压扇入至各像素单元内的比较器；

所述像素内模数变换及读出电路，内置于像素探测器的像素单元内部，用于将像素单元内前端电路产生的模拟信号转换为数字信号并输出；其中每一所述像素内模数变换及读出电路包括一采样保持电路、一比较器和一计数器，该采样保持电路与该比较器的一输入端连接，用于对所在像素单元模拟前端电路输出的模拟电压Vaout进行处理输出一模拟电平值给该比较器；该比较器的另一输入端与所述斜波电压缓冲器连接，用于接收所述斜波电压；该比较器的输出端与该计数器的第一输入端连接，接收该比较器的输出信号用于控制该计数器的计数停止；该计数器的第二输入端用于接收计数/移位时钟信号，该计数器的第三输入端用于接收计数/移位控制信号，该计数器的第四输入端用于接收前一像素单元中的计数器输出信号，该计数器的输出端与后一像素单元中的计数器的输入端连接。

2.如权利要求1所述的分布式前端模数变换与读出电路，其特征在于，所述斜波电压发生器包括参考电流源、电流镜、运放电路、积分电容和第一开关S1、第二开关S2；其中，该参考电流源依次经该电流镜、第一开关S1与该运放电路的负向输入端连接，该运放电路的正向输入端用于接收基线电压Vref，该运放电路的负向输入端与该运放电路的输出端之间并联该积分电容和该第二开关S2，该运放电路的输出端输出斜坡电压Vramp；该第一开关S1、第二开关S2由计数控制信号控制，计数控制信号为高电平时，该第一开关S1闭合、第二开关S2断开。

3.如权利要求2所述的分布式前端模数变换与读出电路，其特征在于，当保持第二开关S2断开、第一开关S1闭合时，参考电流源和电流镜以恒定值抽取运放电路负向输入端的电流，从而在运放电路输出端输出一个由基线电压Vref向高电平增长的斜坡电压Vramp；当第一开关S1断开与运放电路负向输入端的连接时，运放电路输出电压保持不变；第二开关S2闭合时，运放电路输出电压回到基线值Vref。

4.一种分布式前端模数变换与读出电路，其特征在于，包括用于内置于像素探测器每一像素单元内部的斜波电压发生器、采样保持电路、比较器和计数器；其中

所述斜波电压发生器与该比较器的一输入端连接，用于将产生的斜波电压输入给比较器；

该采样保持电路与该比较器的另一输入端连接，用于对所在像素单元模拟前端电路输出的模拟电压Vaout进行处理输出一模拟电平值给该比较器；

该比较器的输出端与该计数器的第一输入端连接，接收该比较器的输出信号用于控制该计数器的计数停止；该计数器的第二输入端用于接收计数/移位时钟信号，该计数器的第三输入端用于接收计数/移位控制信号，该计数器的第四输入端用于接收前一像素单元中的计数器输出信号，该计数器的输出端与后一像素单元中的计数器的输入端连接。

5.如权利要求4所述的分布式前端模数变换与读出电路，其特征在于，所述斜波电压发生器包括参考电流源、电流镜、积分电容和第一开关S1、第二开关S2；其中，该参考电流源依次经该电流镜、第一开关S1与该积分电容第一电容板连接，该积分电容第二电容板与地线连接；该第二开关S2与该积分电容并联，该积分电容的第一电容板作为斜坡电压Vramp输出端。

6.如权利要求5所述的分布式前端模数变换与读出电路，其特征在于，该第一开关S1、第二开关S2由计数控制信号；当计数控制信号为高电平时，第一开关S1闭合、第二开关S2断开，电流镜向积分电容上注入电流，电容对电荷进行积分产生斜坡电压Vramp；当计数控制信号为低电压时，第一开关S1断开、第二开关S2闭合，输出复位到低电平。

7.一种具有分布式前端模数变换与读出电路的像素探测器，包括多个像素单元，其特征在于，每一像素单元内置如权利要求1或4所述的分布式前端模数变换与读出电路。

8.一种具有分布式前端模数变换与读出电路的成像设备，包括由多个像素单元构成的像素探测器，其特征在于，每一像素单元内置如权利要求1或4所述的分布式前端模数变换与读出电路。