应用于CMOS 图像传感器的低功耗DPGA 设计.PDF

第 44 卷 第 10 期 天 津 大 学 学 报 Vol.44 No.10 2011 年 10 月 Journal of Tianjin University Oct. 2011 ▋ 应用于 CMOS 图像传感器的低功耗 DPGA 设计 姚素英，聂凯明，赵士彬 (天津大学电子信息工程学院，天津 300072) 摘 要 ：提出了一种应用于 CMOS 图像传感器中的低功耗线性步进数字可编程增益放大器(DPGA)．通过结合运放 共享技术与动态偏置技术，使用单个运放实现两级流水线型 DPGA 的增益控制，其运放偏置电流受输出摆动幅度的 控制，并且增益带宽积需求也根据两级共享的要求进行了优化 ，从而在电路结构和电路设计两方面降低了整体功 耗．采用 Chartered 1P6,M 0.18,μm 工艺对电路进行了设计和仿真，仿真结果表明，所提出的 DPGA 可以在 0 ～24,dB 增益区间进行 256 级增益控制．在 5,MHz 采样速度和 3.3,V 电源电压下，可实现 12 位采样精度而功耗仅为 1.1,mW ，满足低功耗 CMOS 图像传感器系统的需求． 关键词 ：CMOS 图像传感器；数字可编程增益放大器；低功耗；运放共享；动态偏置 中图分类号：TN402 文献标志码 ：A 文章编号 ：0493-2137 (2011)10-0865-07 Design of Low-Power DPGA Used in CMOS Image Sensor YAO Su-ying ，NIE Kai-ming ，ZHAO Shi-bin (School of Electronic Information Engineering ，Tianjin University ，Tianjin 300072 ，China) A low-power linear stepping digital programmable gain amplifier (DPGA) for CMOS image sensor was Abstract ： proposed. Combined with op-amp sharing and dynamic biasing technique, the two-stage gain controlling of pipelined DPGA was achieved through a single op-amp in which biasing current was controlled according to the amplitude of output slewing. The balance of single op-amp gain bandwidth product between the two stages was also optimized. Therefore, the total power consumption was reduced on both structure and circuit design level. The DPGA was de- signed and simulated using Chartered 1P6M 0.18 µm proce