數(shù)字相機(jī)用CCD信號處理器

CCD（電荷耦合器件）信號處理器VSD2100是一款完整的數(shù)字相機(jī)IC，它為CCD陣列輸出提供信號調(diào)理和10位A/D變換。它所提供的CCD信號處理包括：從像素獲取視頻信息的相關(guān)雙取樣（CDS）；與供變化的照明度條件用的數(shù)字控制相當(dāng)?shù)?d到+34dB增益；為得到精確黑色基準(zhǔn)的黑色電平箝位。該主信號處理器的特性包括53dB SNR。其10位A/D變換的變換率達(dá)27MHz，而且沒有漏代碼。低電壓（2.7V到3.6V），低功率（2.7V為160mW,3.0為190mW）便攜工作。

它的應(yīng)用包括：視頻相機(jī)，數(shù)字靜止相機(jī)，PC相機(jī)和保密相機(jī)。

VSP2100Y功能框圖示于圖1，其中CCDD：CCD信號輸入，CCDR：偽反饋回路外接電容，REFCK：CDS基準(zhǔn)取樣脈沖，DATCK：CDS數(shù)據(jù)取樣脈沖，WRT：串行數(shù)據(jù)輸入的寫脈沖，SD：D/A變換器串行數(shù)據(jù)輸入，SCLK：串行數(shù)據(jù)輸入的時(shí)鐘，DACOUT：D/A變換器輸出，0B：光學(xué)黑色箝位脈沖，ADCK：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出鎖存時(shí)鐘，DRVDD：數(shù)字輸出（B1～B10）的數(shù)字電源。從圖1可見，CCD陣列的輸出先送到相關(guān)雙取樣器（CDS），然后到有對數(shù)控制特性的電壓控制衰減器（VCA），并在加到10位A/D變換器輸入之后送到輸出放大器，采用兩個(gè)校正周期來降低其失調(diào)變化。在偽像素時(shí)間期間激勵(lì)輸入自動零電路以清除相關(guān)雙取樣器的失調(diào)。在光黑色定時(shí)期間用另一個(gè)自動零電路來消除與輸出放大器有關(guān)的失調(diào)和來自CDS的剩余失調(diào)。

相關(guān)雙取樣器（CDS）去掉來自圖像傳感器輸出的低頻噪聲。在基準(zhǔn)時(shí)段期間和數(shù)據(jù)時(shí)段期間對來自CCD陣列的輸出取樣。用減法消除呈現(xiàn)在輸入端，并比像素時(shí)段大一個(gè)周期的噪聲。VSP2100采用一種三track/hold相關(guān)雙取樣器結(jié)構(gòu)（見圖2）。Track/Hold2在基準(zhǔn)時(shí)段期間被REFCK信號取樣。Track/Hold3在數(shù)據(jù)Track/Hold1被DATCK信號取樣的相同時(shí)間被重新取樣。這樣做是為了去掉來自Track/Hold2的大的瞬變，這種大的瞬變是跟蹤和保持采集時(shí)間期間所呈現(xiàn)出的復(fù)位瞬變的一部分。Track/Hold3的輸出經(jīng)電壓跟隨器緩沖。