پديد آورنده :
طالبي جونقاني، احسان
عنوان :
طراحي مبدل آنالوگ به ديجيتال كمتوان و كمسطح براي حسگر تصوير ديجيتال
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 98ص. :مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مسعود سيدي
توصيفگر ها :
حسگر تصوير CMOS , حسگر پيكسل ديجيتال , مبدل آنالوگ به ديجيتال , مقايسه كننده , مدولاسيون پهناي پالس , مبدل نور به زمان
استاد داور :
رسول دهقاني، اميررضا احمدي مهر
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/10/15
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/10/18
چكيده فارسي :
امروزه دوربينهاي ديجيتال بهطور گسترده در زمينههاي مختلف مانند ارتباطات انساني، صنعت، تحقيقات علمي و پزشكي، و برنامههاي امنيتي-نظامي بهكار گرفته ميشوند. توسعه اين دوربينها نتيجه ابداع حسگرهاي تصوير و پردازشگرهاي نهفته است. حسگرهاي تصوير نقشي اساسي در عمليات تصويربرداري ايفا ميكنند. توليد تصاوير با سرعت و كيفيت بالا انگيزه توسعه و نوآوري در زمينه حسگرهاي تصوير بودهاست. در دهههاي گذشته حسگرهاي تصوير CCD به دليل كيفيت بالاي تصويري كه توليد ميكردند گزينه نخست براي تصويربرداري محسوب ميشدند، اما حسگرهاي تصوير CMOS با فراهم كردن قابليت ساخت مدارهاي جانبي در كنار آرايه حسگرها توانستهاند در سالهاي اخير بخش عمده بازار دوربينهاي ديجيتال را به خود اختصاص دهند. يكي از معايب مهم اين نوع حسگر نويز بالاي آن است. حسگر پيكسل ديجيتال يكي از انواع حسگرهاي CMOS است كه با تعبيه مبدل آنالوگ به ديجيتال در داخل فضاي پيكسل، امكان پردازش موازي و افزايش حاشيه نويز را ممكن ساخته و تصويربرداري با سرعت و كيفيت بالا را محقق ميسازد. اين پاياننامه با هدف طراحي يك مبدل آنالوگ به ديجيتال در سطح پيكسل با مقادير پايين سطح و توان مصرفي تدوين شدهاست. در اين پژوهش پس از پرداختن به مباحث نظري مورد نياز براي تحليل عملكرد و طراحي پيكسل ديجيتال و مرور پيكسلهاي ديجيتال ارائه شده در كارهاي قبلي، دو طرح پيشنهادي ساخت مبدل مبتني بر تكنيك مدولاسيون پهناي پالس ارائه شدهاست. در اين دو طرح براي ساخت مبدل بهترتيب از يك مقايسهكننده بازمولد تكسر و يك مقايسهكننده مبتني بر اينورتر استفاده شدهاست. براي ارزيابي عملكرد دو مبدل، دو تراشه تصويربرداري با ساختاري مشابه طراحي شدهاند. هر تراشه شامل آرايه حسگرها، مدار خطيساز و مدارهاي جانبي است. مدار خطيساز مشترك بين اين دو طرح مبتني بر جدول جستوجو پيادهسازي شدهاست. هر دو طرح پيشنهادي در مقايسه با طرحهاي قبل عملكرد مناسبي بهويژه از نظر مصرف توان، نشان دادهاند.
چكيده انگليسي :
Nowadays digital cameras are being extensively used in different areas such as human communications, industry, scientific and medical researches, and military and security related programs. The development of these cameras is a result of innovation of image sensors and embedded systems. Image sensors play a crucial role in imaging; and generating high quality images at high speed has been the motivation for development and innovation in the field of image sensors. In previous last decades, CCD image sensors due to their high quality image captures were considered as the first choice in imaging. However, today, CMOS image sensors by providing the possibility of implementing the required circuits along with the photo-sensor array in the chip are much more preferred, as they have highly captured the digital camera market. One of the problems of CMOS image sensor is its high level of noise. Digital pixel sensor is a type of CMOS image sensor with in pixel analog to digital circuit that makes parallel processing of the image data possible. It reduces the noise level and actualizes high speed and high quality imaging. The main aim of this research work is to design a low power and low area pixel-level analog to digital converter. After discussing the theoretical issues related to the operation and design of digital pixels, and also reviewing digital pixels presented in the previous works, two novel designs based on pulse width modulation technique are proposed. To implement the ADCs, two different types of comparators are applied, a single-ended regenerative comparator and an inverter-based comparator. Two structurally similar chips are implemented to test and evaluate the proposed designs. Each chip contains a pixel array, a linearization circuit and some auxiliary circuits. The linearization circuit of the chips is implemented digitally by using a look-up-table. Both designs exhibit good performance, especially in terms of power consumption, in comparison to other similar designs.
استاد راهنما :
مسعود سيدي
استاد داور :
رسول دهقاني، اميررضا احمدي مهر