本发明属于cmos图像传感器模拟，具体涉及应用于cmos图像传感器的低功耗列级流水线adc。
背景技术：
1、由于cmos图像传感器具有功耗低和成像速度快的优点，获得了大量的关注。随着cmos图像传感器技术的快速发展，人们期望获得高分辨率的动态图像。分辨率的提高意味着cmos图像传感器面阵规模增大，这对于列级adc的功耗和转换速率提出了更高的要求。
2、一般来说，转换速率的提高会带来功耗的增加。如何在低功耗的前提下，提高列级adc的模数转换速率是超大面阵cmos图像传感器设计的技术难点之一。然而，目前市场上已经报道的解决方案尚未对该问题进行有效解决。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供应用于cmos图像传感器的低功耗列级流水线adc，采用了运算放大器共享技术，减少了运算放大器的使用数量。同时，sub-adc采用单斜式adc和tdc混合的量化方式，降低了sub-adc的功耗。
2、本发明所采用的技术方案是，应用于cmos图像传感器的低功耗列级流水线adc，包括s0、s1、……、sn-1在内的n个采样开关，s0、s1、……、sn-1在内的n个采样开关的输入接n列像素单元的输出信号，n个采样开关的输出接采样电路的输入端，采样电路的输出端与模数转换电路连接，模数转换电路单元还与斜坡信号vramp连接，模数转换电路单元的输出端连接数字校正电路，数字校正电路的输出端最终的量化结果输出dout_final。
3、本发明的特点还在于，
4、采样电路结构包括采样开关a1，采样开关a1输入端接s0、s1、……、sn-1，n个采样开关下侧输出端，采样开关a1输出端接采样电容c1的其中一端和第0级模数转换电路输入端；采样电容c1的另一端接地。
5、模数转换电路单元具体结构为：包括依次连接的第0级模数转换电路到第m-1级模数转换电路，第0级模数转换电路的其中一个输入端与所述采样电路的输出端连接，除第0级模数转换电路外剩余的每一级模数转换电路的其中一个输入端均与前一级模数转换电路的输出连接，该m级模数转换电路的另一个输入端均与斜坡信号vramp连接，该m级模数转换电路的另一输出端dout<0>、dout<1>、……、dout<m-1>均与数字校正电路的输入端连接。
6、第0级模数转换电路～第m-2级模数转换电路的结构均相同，第0级模数转换电路～第m-2级模数转换电路均包括量化位数为n-bit的sub-adc1与sub-adc2、共用型dac和求和电路；
7、所述sub-adc1输入端分别接前一级模数转换电路输出和vramp，sub-adc1输出端接共用型dac下侧输入端dadc1；sub-adc2输入端分别接vsig和vramp，sub-adc2输出端接共用型dac下侧输入端dadc2；所述共用型dac输入端接控制信号φ1和控制信号φ2，共用型dac输出端接求和电路的输入端；所述求和电路输出端vout接下一级模数转换电路输入；第m-1级模数转换电路仅包含sub-adc1。
8、sub-adc1包括比较器cmp，比较器cmp正输入端接vramp，比较器cmp负输入端接外部输入信号，比较器cmp输出端cmp_out接m-bit计数器和(n-m)-bit tdc电路；所述m-bit计数器和(n-m)-bit tdc电路输出端为sub-adc1最终数字输出。
9、sub-adc2与sub-adc1具有相同的结构。
10、共用型dac包括开关t1、t2、……、t10，开关t1输入端接外部输入信号，开关t1输出端接电容cs1其中一端；开关t2输入端接外部输入信号，开关t2输出端接电容cf1其中一端和开关t5的输入端；所述电容cs1的另一端接开关t3输出端、开关t4输入端和电容cf1的另一端；开关t3输入端接参考电压vcm；开关t4输出端接运算放大器a1负输入端和开关t9右侧输出端；所述开关t5输出端与运算放大器a1输出端、开关t6输入端、开关t8输入端和开关t10输出端连接；开关t6输出端接电容cs2其中一端；开关t8输出端接电容cf2其中一端和开关t10输入端；电容cs2另一端接电容cf2另一端、开关t7输出端和开关t9输入端；运算放大器a1正输入端接共模电压vcm。
11、本发明的有益效果是，应用于cmos图像传感器的低功耗列级流水线adc，与目前主流的cmos图像传感器兼容，与传统cmos图像传感器列级adc相比，本发明提出的电路，在不显著增加功耗的前提下，极大的提高了列级adc的模数转换速度，解决了在超大面阵cmos图像传感器中高速低功耗的设计难点，有效地提高超大面阵cmos图像传感器的帧率。
1.应用于cmos图像传感器的低功耗列级流水线adc，其特征在于，包括s0、s1、……、sn-1在内的n个采样开关，s0、s1、……、sn-1在内的n个采样开关的输入接n列像素单元的输出信号，n个采样开关的输出接采样电路的输入端，采样电路的输出端与模数转换电路连接，模数转换电路单元还与斜坡信号vramp连接，模数转换电路单元的输出端连接数字校正电路，数字校正电路的输出端最终的量化结果输出dout_final。
2.根据权利要求1所述的应用于cmos图像传感器的低功耗列级流水线adc，其特征在于，所述采样电路结构包括采样开关a1，采样开关a1输入端接s0、s1、……、sn-1，n个采样开关下侧输出端，采样开关a1输出端接采样电容c1的其中一端和第0级模数转换电路输入端；采样电容c1的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的应用于cmos图像传感器的低功耗列级流水线adc，其特征在于，所述模数转换电路单元具体结构为：包括依次连接的第0级模数转换电路到第m-1级模数转换电路，第0级模数转换电路的其中一个输入端与所述采样电路的输出端连接，除第0级模数转换电路外剩余的每一级模数转换电路的其中一个输入端均与前一级模数转换电路的输出连接，该m级模数转换电路的另一个输入端均与斜坡信号vramp连接，该m级模数转换电路的另一输出端dout<0>、dout<1>、……、dout<m-1>均与数字校正电路的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的应用于cmos图像传感器的低功耗列级流水线adc，其特征在于，所述第0级模数转换电路～第m-2级模数转换电路的结构均相同，第0级模数转换电路～第m-2级模数转换电路均包括量化位数为n-bit的sub-adc1与sub-adc2、共用型dac和求和电路；
5.根据权利要求4所述的应用于cmos图像传感器的低功耗列级流水线adc，其特征在于，所述sub-adc1包括比较器cmp，比较器cmp正输入端接vramp，比较器cmp负输入端接外部输入信号，比较器cmp输出端cmp_out接m-bit计数器和(n-m)-bit tdc电路；所述m-bit计数器和(n-m)-bit tdc电路输出端为sub-adc1最终数字输出。
6.根据权利要求4所述的应用于cmos图像传感器的低功耗列级流水线adc，其特征在于，所述sub-adc2与sub-adc1具有相同的结构。
7.根据权利要求4所述的应用于cmos图像传感器的低功耗列级流水线adc，其特征在于，所述共用型dac包括开关t1、t2、……、t10，开关t1输入端接外部输入信号，开关t1输出端接电容cs1其中一端；开关t2输入端接外部输入信号，开关t2输出端接电容cf1其中一端和开关t5的输入端；所述电容cs1的另一端接开关t3输出端、开关t4输入端和电容cf1的另一端；开关t3输入端接参考电压vcm；开关t4输出端接运算放大器a1负输入端和开关t9右侧输出端；所述开关t5输出端与运算放大器a1输出端、开关t6输入端、开关t8输入端和开关t10输出端连接；开关t6输出端接电容cs2其中一端；开关t8输出端接电容cf2其中一端和开关t10输入端；电容cs2另一端接电容cf2另一端、开关t7输出端和开关t9输入端；运算放大器a1正输入端接共模电压vcm。
