低噪声CMOS图像传感器成像电路设计与性能测试

"本文主要介绍了基于低噪声CMOS图像传感器的成像电路设计与实现，旨在满足日益提升的图像传感系统性能需求。采用E2V公司的低噪声CMOS图像传感器，设计了一种高集成度、操作简便的成像电路，包括电源模块、驱动模块、数据处理模块和时序控制模块。FPGA作为核心控制器，生成驱动时序和控制信号，通过千兆以太网卡与上位机进行通信，实现图像的采集和系统控制。在8 ms积分时间下，系统的平均噪声为0.64 LSB，达到了预期的低噪声要求。" 基于低噪声CMOS图像传感器的成像电路设计是当前图像传感技术中的一个重要研究方向。CMOS图像传感器因其结构紧凑、功能多样、功耗低等优点，广泛应用于各种成像系统。文章中提到的先进CMOS图像传感器具有较低的暗电流和读出噪声，这使得在低光照环境下也能保持较高的灵敏度，为设计低噪声成像系统提供了可能。 成像电路由多个关键模块组成。驱动电源模块为整个系统提供必要的电压，包括工作电压和探测器的偏置电压。FPGA（现场可编程门阵列）作为主控芯片，生成驱动图像传感器所需的时序和控制信号。图像传感器接收到目标物的光信号，转化为电荷包，通过读出电路转换为模拟电压，随后通过内置ADC（模数转换器）转换为数字信号，以10位并行方式输出。这些数字信号被存储在DDR2 SDRAM中，然后通过千兆以太网通道传输到上位机，实现图像的实时显示和存储。 实验结果显示，该成像系统在室温下，8毫秒的积分时间内，平均噪声仅为0.64 LSB（Least Significant Bit），这表明系统具备良好的噪声抑制能力，满足了低噪声成像的需求。这样的性能对于高精度成像应用，如天文观测、生物医学成像、安防监控等领域至关重要。 这篇论文详细探讨了如何利用低噪声CMOS图像传感器设计高效、低噪声的成像电路，强调了FPGA在控制和信号处理中的核心作用，并展示了实际测试结果，证明了设计的有效性和实用性。这种设计方法对于推动成像技术的发展和优化具有重要意义，特别是在追求更高成像质量和更低功耗的应用中。