线列TDI红外焦平面读出电路设计：高信噪比低功耗方案

"一种应用于线列TDI型红外焦平面的数字化读出电路(2013年)"，描述了一种新型的SAR型ADC设计，该设计针对线列TDI（Time Delay Integration，时间延迟积分）型红外焦平面的特点，旨在解决功耗、面积、转换速率和转换精度之间的平衡问题。在SMIC 0.18微米工艺下仿真，该读出电路实现了80.2 dB的高信噪比，同时功耗仅为230 μW。 文章深入探讨了红外焦平面的数字化技术，这是当前研究的重要领域。线列TDI型红外焦平面因其独特的性能，广泛应用于遥感、军事和科学研究等领域。然而，实现这种器件的高性能数字化读出电路面临着诸多挑战，包括低功耗、小面积以及高速度和高精度的转换要求。 文中提出了一种新型的SAR（Successive Approximation Register，逐次逼近寄存器）型ADC方法，这种ADC结构能够有效地提高转换精度，同时降低功耗。SAR ADC的工作原理是通过逐步逼近的方式，将输入模拟信号转化为数字输出，其优势在于速度快且电路结构相对简单。作者设计的读出电路结合了TDI型红外焦平面的时间延迟积分特性，优化了电路性能。 在0.18微米CMOS工艺的模拟验证中，读出电路的表现令人满意，达到了高信噪比和低功耗的双重目标。信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）是衡量电路性能的关键指标，它表示信号强度与噪声强度的比值。80.2 dB的SNR表明，即使在存在噪声的环境下，电路也能保持良好的信号质量。而230 μW的功耗则意味着电路的能效高，适用于对功耗敏感的系统。 此外，文章还讨论了关键的设计考虑因素，如时间延迟积分技术的应用，以及如何通过电路设计优化来提高整体系统的性能。这些内容对于理解红外成像系统中的信号处理和读出电路设计具有重要的参考价值。 关键词：逐次逼近ADC、线列型、红外焦平面、时间延迟积分、读出电路、信噪比。这些关键词突出了文章的核心研究内容和技术焦点，为后续研究者提供了关键的搜索和研究线索。 这篇文章是关于红外焦平面数字化读出电路的一个重要贡献，展示了如何通过创新的SAR型ADC设计克服功耗和性能之间的矛盾，对于红外成像技术的发展具有积极的推动作用。