图像传感器电力供应噪声检测的制作方法

本发明大体来说涉及电路。更特定来说，本发明的实例涉及供与图像传感器一起使用的电力供应器。

背景技术：

电子装置消耗电力来操作。某些类型的电子装置能够比其它电子装置更好地容忍来自电力供应器的噪声电平。举例来说，如果电力供应抑制比(psrr)不够大，那么提供到互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器的电力供应电压可能并非干净的(即，有噪声的)，这可因此导致来自电力供应器的噪声及波纹进入到cmos图像传感器中的图像信号路径中，这在由所述图像传感器捕获的图像中导致水平波纹。可将电力供应抑制比改进模块添加到图像传感器电力供应器以解决有噪声的电力供应状况。然而，电力供应抑制比改进模块自身可引入图像传感器的性能劣化，例如h条带(h-banding)问题。

技术实现要素：

本发明的一方面涉及一种电力供应噪声测量电路，其包括：多相滤波器，其经耦合以接收电力供应信号，其中所述多相滤波器经耦合以针对第一相位输出第一经滤波电力供应信号，且其中所述多相滤波器经耦合以针对第二相位输出第二经滤波电力供应信号；多相放大器，其耦合到所述多相滤波器，其中所述多相放大器经耦合以在所述第一相位期间响应于所述第一经滤波电力供应信号而对偏移电压进行取样以在所述多相放大器中设置dc操作点，且其中所述多相放大器经耦合以在所述第二相位期间产生经放大电力供应噪声信号；过冲检测器，其耦合到所述多相放大器以检测所述经放大电力供应噪声信号中的过冲事件；下冲检测器，其耦合到所述多相放大器以检测所述经放大电力供应噪声信号中的下冲事件。

在本发明的另一方面，一种测量电力供应器的噪声电平的方法包括：在第一相位期间，利用具有第一截止频率的第一低通滤波器来对所述电力供应器的电力供应信号进行滤波；在所述第一相位期间，在经耦合以从所述第一低通滤波器接收第一经滤波电力供应信号的多相放大器中对偏移电压进行取样以在所述多相放大器中设置dc操作点；在第二相位期间，利用具有第二截止频率的第二低通滤波器来对所述电力供应信号进行滤波，其中所述第二截止频率大于或等于所述第一截止频率；在所述第二相位期间，在所述多相放大器中放大经耦合以从所述第二低通滤波器接收的第二经滤波电力供应信号以产生经放大电力供应噪声信号；及检测所述经放大电力供应噪声信号中的过冲事件及下冲事件。

附图说明

参考以下各图描述本发明的非限制性及非穷尽性实例，其中贯穿各种视图，相似参考编号是指相似部件，除非另有规定。

图1是图解说明根据本发明的教示的电力供应噪声测量电路的一个实例的框图。

图2是图解说明根据本发明的教示的电力供应噪声测量电路的详细实例的示意图。

图3是图解说明根据本发明的教示的用于测量电力供应器的噪声电平的过程的一个实例的流程图。

贯穿图式的数个视图，对应参考字符指示对应组件。所属领域的技术人员将了解，各图中的元件是为简单及清晰起见而图解说明的，且未必按比例绘制。举例来说，为帮助改进对本发明的各种实施例的理解，各图中的元件中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件被放大。并且，通常不描绘在商业上可行的实施例中有用或必需的常见而众所周知的元件以便促进对本发明的这些各种实施例的较不受阻碍的观看。

具体实施方式

如将展示，揭示针对于测量电力供应器的噪声电平的方法及设备。在以下说明中，陈述众多特定细节以便提供对本发明的透彻理解。在以下说明中，陈述众多特定细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在不具有所述特定细节中的一或多者的情况下实践或者可借助其它方法、组件、材料等来实践。在其它实例中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作以避免使某些方面模糊。

贯穿本说明书对“一个实施例”、“一实施例”、“一个实例”或“一实例”的提及意指结合实施例或实例所描述的特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施例或实例中。因此，贯穿本说明书的各个地方中出现的例如“在一个实施例中”或“在一个实例中”的短语未必全部指相同实施例或实例。此外，在一或多个实施例或实例中，可以任何适合方式来组合特定特征、结构或特性。下文是通过参考附图对在本发明的实例的说明中所使用的术语及元件的详细说明。

如将论述，下文详细地描述可测量电力供应器中的噪声电平的电力供应噪声检测电路的实例。如此，根据本发明的教示的实例可实时检测电力供应器的噪声电平，且因此使得控制电路能够确定是否应启用电力供应抑制比改进模块。以此方式，可在来自电力供应器的噪声干扰与由电力供应抑制比改进模块导致的条带问题之间做出优化折衷。根据本发明的教示的实例可通过提供电力供应噪声的高达20倍增益而检测数个mv噪声脉冲。在一个实例中，根据本发明的教示，可在电力供应信号中测量从10khz到10mhz的可检测噪声频率范围。

如通篇将论述及下文将更详细地论述，图1中的电力供应噪声测量电路100及图2中的电力供应噪声测量电路200的实例包含在不同相位中操作的“多相”电路。举例来说，在所描述实例中，包含于电力供应噪声测量电路100中及包含于电力供应噪声测量电路200中的一些电路经耦合在于第一相位φ1与第二相位φ2中操作之间交替。在实例中，一次可启用第一相位φ1及第二相位φ2中的仅一者。

为图解说明，图1是图解说明根据本发明的教示的电力供应噪声测量电路100的一个实例的框图。在一个实例中，电力供应噪声测量电路100包含经耦合以接收电力供应信号102(其在图1中图解说明为vdd)的多相滤波器104(其在图1中图解说明为低通滤波器)。在一个实例中，多相滤波器104经耦合以针对第一相位φ1输出第一经滤波电力供应信号，且针对第二相位φ2输出第二经滤波电力供应信号。在实例中，在第一相位φ1及第二相位φ2期间与多相滤波器104相关联的截止频率界定待在电力供应信号102中检测的噪声的下限及上限带宽。

多相放大器108(其在图1中图解说明为噪声放大)通过交流(ac)耦合106耦合到多相滤波器104。应了解，利用ac耦合106，电力供应器的直流(dc)电压通过ac耦合106消除，同时经滤波电力供应信号102的噪声信息进入多相放大器108。如将论述，在第一相位φ1期间，多相放大器108经耦合以响应于从多相滤波器104接收的第一经滤波电力供应信号而对偏移电压进行取样以在多相放大器108中设置dc操作点。在第二相位φ2期间，多相放大器108经耦合以产生经放大电力供应噪声信号，所述经放大电力供应噪声信号经耦合以由过冲检测器110及下冲检测器112(其分别在图1中图解说明为过冲比较及下冲比较)接收。在操作中，根据本发明的教示，多相放大器108给电力供应信号102中的噪声提供足够增益以确保所述噪声可由包含于电力供应噪声测量电路100的稍后过冲及下冲检测级中的比较器精确地区分。

在一个实例中，过冲检测器110耦合到多相放大器108以检测在第二相位φ2期间输出的经放大电力供应噪声信号中的噪声过冲峰值或过冲事件。类似地，下冲检测器耦合到多相放大器108以检测在第二相位φ2期间输出的经放大电力供应噪声信号中的噪声下冲峰值或下冲事件。在一个实例中，根据本发明的教示，计数器114耦合到过冲检测器110及下冲检测器112以对由过冲检测器110检测的过冲事件的总数目及由下冲检测器112检测的下冲事件的总数目进行计数并求和，以测量电力供应器的噪声电平。

虽然未图解说明，但在一个实例中，控制电路(例如图像传感器控制电路)可耦合到计数器114以实时评估电力供应信号102的噪声电平，且决定当前电力供应器是否足够干净，且因此确定是否有必要启用电力供应抑制比改进模块。以此方式，根据本发明的教示，可在电力供应信号102中的噪声干扰与来自电力供应抑制比改进模块的条带问题之间做出优化折衷。应注意，对于电力供应抑制比改进模块及其它噪声相关设计的操作来说，测量芯片上电力供应器的实际噪声基底是重要的。实际上，应了解，除图像传感器外的其它电路设计也可受益于根据本发明的教示的电力供应噪声检测电路。

图2是图解说明根据本发明的教示的电力供应噪声检测电路200的详细实例的示意图。在所描绘实例中，应了解，图2的电力供应噪声检测电路200可为图1的电力供应噪声检测电路100的实例中的一者，且下文所提及的类似命名及编号的元件以类似于如上文所描述而耦合及起作用。

如所描绘实例中所说明，电力供应噪声测量电路200包含经耦合以接收电力供应信号vdd202的多相滤波器204。在所描绘实例中，多相滤波器204包含第一低通滤波器(其包含电阻r1216及电容c1218)及第二低通滤波器(其包含电阻r2222及电容c2224)。第一低通滤波器通过第一相位φ1开关220耦合到输出多相滤波器204，且第二低通滤波器通过第二相位φ2开关226耦合到输出多相滤波器204，如所展示。在一个实例中，如果第一相位φ1开关被接通，那么所有第二相位φ2开关被关断。类似地，如果第二相位φ2开关被接通，那么所有第一相位φ1开关被关断。

在一个实例中，针对电阻r1216及电容c1218所选择的电阻及电容值提供第一截止频率，在一个实例中，所述第一截止频率过滤掉电力供应信号vdd202中大于10khz的所有噪声。在实例中，针对电阻r2222及电容c2224所选择的电阻及电容值提供第二截止频率，在一个实例中，所述第二截止频率大于或等于所述第一截止频率。举例来说，在一个实例中，由第二低通滤波器的电阻r2222及电容c2224提供的第二截止频率可设定为从10khz到10mhz。

因此，在操作中，在第一相位φ1期间，第一低通滤波器经耦合以接收电力供应信号vdd202以在第一相位φ1期间通过第一相位φ1开关220产生第一经滤波电力供应信号，如将论述，所述第一经滤波电力供应信号用于产生用于多相放大器208的稳定电压参考。第二低通滤波器经耦合以接收电力供应信号vdd202以在第二相位φ2期间通过第二相位φ2开关226将第二经滤波电力供应信号输出到多相放大器208。

如图2中所描绘的实例中所展示，多相放大器208通过第一ac耦合电容206而ac耦合到多相滤波器204。在实例中，第一ac耦合电容206将dc分量从经滤波电力供应信号vdd202移除，且允许电力供应信号vdd202中的噪声信息传递到多相放大器208中。

在所说明实例中，多相放大器208包含第一级放大器a1228，所述第一级放大器具有输入(图解说明为第一级放大器a1228的反相输入)，所述输入以电容方式耦合到多相滤波器204以在第一相位φ1期间接收第一经滤波电力供应信号vdd202且在第二相位φ2期间接收第二经滤波电力供应信号vdd202。在实例中，第一级放大器a1228的非反相输入耦合到接地。第一级电容c4230耦合到第一级放大器a1228以在第一相位φ1期间在第一相位φ1开关232及234闭合且第二相位φ2开关236断开的情况下对第一级放大器a1的第一偏移电压进行取样。在第二相位φ2期间，第一相位φ1开关232及234被断开且第二相位φ2开关236被闭合，使得第一级电容c4230在第二相位φ2期间耦合于第一级放大器a1228的输入与输出之间。

多相放大器208还包含第二级放大器a2，所述第二级放大器具有输入(图解说明为第二级放大器a2242的反相输入)，所述输入通过第二ac耦合电容c5240以电容方式耦合到第一级放大器a1228的输出。在实例中，第二级放大器a2242的非反相输入耦合到接地。在一个实例中，缓冲器238耦合于第一级放大器a1228与第二级放大器a2242之间，如所展示。在一个实例中，缓冲器238包含插入于第一级放大器a1228与第二级放大器a2242之间的源极跟随器结构(如所展示)以分离负载效应且确保充足带宽。

第二级电容c6244耦合到第二级放大器a2242以在第一相位φ1期间在第一相位φ1开关246及248闭合且第二相位φ2开关250断开的情况下对第二级放大器a2242的第二偏移电压进行取样。在第二相位φ2期间，第一相位φ1开关246及248被断开且第二相位φ2开关250被闭合，使得第二级电容c6244在第二相位φ2期间耦合于第二级放大器a2242的输入与输出之间。

应了解，第一级放大器a1228及第二级放大器a2242经耦合以在第一相位φ1期间在第一相位φ1开关闭合且第二相位φ2开关断开的情况下提供单位增益，如上文所论述。因此，在第一相位φ1期间，多相放大器208经耦合以响应于在第一相位φ1期间来自第一低通滤波器的第一经滤波电力供应信号vdd202而利用第一级电容c4230及第二级电容c6244对偏移电压进行取样，从而利用第一级电容c4230及第二级电容c6244在多相放大器208中设置dc操作点。

在第二相位φ2期间，在第一相位φ1开关断开且第二相位φ2开关闭合的情况下，如上文所论述，根据本发明的教示，多相放大器208经配置以在多相放大器208的输出处产生经放大电力供应噪声信号。在所描绘实例中，第一级放大器a1228及第二级放大器a2242经耦合以在第二相位φ2期间提供等于第一ac耦合电容c3206与第二ac耦合电容c5240的积除以第一级电容c4230与第二级电容c6244的积的增益。换句话说，在第二相位φ2期间利用第一级放大器a1228及第二级放大器a2242提供的增益可根据以下方程式1确定：

继续图2中所描绘的实例，过冲检测器210耦合到多相放大器208以检测从多相放大器208的输出接收的经放大电力供应噪声信号中的过冲事件。另外，下冲检测器212也耦合到多相放大器208以检测从多相放大器208的输出接收的经放大电力供应噪声信号中的下冲事件。

如所说明实例中所展示，过冲检测器210包含过冲比较器252，所述过冲比较器具有第一输入(图解说明为过冲比较器252的反相输入)，所述第一输入通过第三ac耦合电容c7254以电容方式耦合到多相放大器208的输出。过冲比较器252具有第二输入(图解说明为过冲比较器252的非反相输入)，所述第二输入经耦合以在第二相位φ2期间通过第二相位φ2开关256接收过冲阈值参考电压vth1。在第一相位φ1期间，第一相位φ1开关258及260被闭合且第二相位φ2开关256被断开，从而导致过冲比较器252的非反相输入耦合到接地，且过冲比较器252的反相输入耦合到过冲比较器252的输出。此导致过冲检测器210经耦合以在第一相位φ1期间提供单位增益。

如所说明实例中所展示，下冲检测器212包含下冲比较器264，所述下冲比较器具有第一输入(图解说明为下冲比较器264的反相输入)，所述第一输入通过第四ac耦合电容c8266以电容方式耦合到多相放大器208的输出。下冲比较器264具有第二输入(图解说明为下冲比较器264的非反相输入)，所述第二输入经耦合以在第二相位φ2期间通过第二相位φ2开关268接收下冲阈值参考电压vth2。在第一相位φ1期间，第一相位φ1开关270及272被闭合且第二相位φ2开关268被断开，这导致下冲比较器264的非反相输入耦合到接地，且下冲比较器264的反相输入耦合到下冲比较器264的输出。这导致下冲检测器212也经耦合以在第一相位φ1期间提供单位增益。

根据本发明的教示，图2中所描绘的实例还展示计数器214耦合到过冲检测器210及下冲检测器212以对由过冲检测器210检测的过冲事件及由下冲检测器212检测的下冲事件进行计数，以测量电力供应器的噪声电平。如上文关于图1还提及，虽然未图解说明，但在一个实例中，控制电路(例如图像传感器控制电路)可耦合到计数器214以实时评估电力供应信号vdd202的噪声电平，且响应于当前电力供应器是否足够干净及因此是否有必要启用电力供应抑制比改进模块的确定而提供控制信号。以此方式，根据本发明的教示，可在电力供应信号vdd202中的噪声干扰与来自电力供应抑制比改进模块的条带问题之间做出优化折衷。另外，应了解，除图像传感器外的其它电路设计也可受益于根据本发明的教示的电力供应噪声检测电路。

图3是图解说明根据本发明的教示的用于测量电力供应器的噪声电平的过程300的一个实例的流程图。在所描绘实例中，应了解，图3的过程300描述可利用图2的实例性电力供应噪声检测电路200或图1的实例性电力供应噪声检测电路100的过程，且下文所提及的类似命名及编号的元件以类似于如上文所描述而耦合及起作用。因此，下文还可出于解释目的而参考图1及/或图2中的元件。另外，应了解，在图3中发生的过程中的一些或所有过程的次序不应视为限制性的。相反，受益于本发明的所属领域的一般技术人员将理解，可以未图解说明的多种次序或甚至并行地执行所述过程中的一些过程。

在过程框376处，在第一相位φ1期间，利用具有第一截止频率的第一低通滤波器来对电力供应器的电力供应信号进行滤波。举例来说，如上文实例中所描述，具有第一低通滤波器r1c1的多相滤波器104或204可经耦合以接收电力供应信号vdd102或202并对所述信号进行滤波。在过程框378处，在第一相位φ1期间，在经耦合以从第一低通滤波器接收第一经滤波电力供应信号的多相放大器中对偏移电压进行取样以在所述多相放大器中设置dc操作点。举例来说，如上文所描述，在第一相位φ1期间利用第一级电容c4230及第二级电容c6244对偏移电压进行取样。

在过程框380处，在第二相位φ2期间，利用具有第二截止频率的第二低通滤波器来对电力供应信号进行滤波。举例来说，如上文实例中所描述，具有第二低通滤波器r2c2的多相滤波器104或204可经耦合以接收电力供应信号vdd102或202并对所述信号进行滤波。在过程框382处，在第二相位φ2期间，在多相放大器中放大经耦合以从第二低通滤波器接收的第二经滤波电力供应信号以产生经放大电力供应噪声信号。举例来说，如上文所描述，在第二相位φ2期间，第一级放大器a1228及第二级放大器a2242经耦合以提供等于第一ac耦合电容c3206与第二ac耦合电容c5240的积除以第一级电容c4230与第二级电容c6244的积的增益。

在过程框384处，检测经放大电力供应噪声信号中的过冲事件及下冲事件。举例来说，过冲检测器110或210及下冲检测器112或212经耦合以检测从多相放大器108或208输出的经放大电力供应噪声信号中的过冲及下冲事件。在过程框386处，对经放大电力供应噪声信号中所检测到的过冲事件及下冲事件进行计数以测量电力供应器中的噪声电平。举例来说，计数器114或214耦合到过冲检测器110或210及下冲检测器112或212以对所检测的过冲事件的总数目及下冲事件的总数目进行计数并求和以测量电力供应器的噪声电平。

包含发明摘要中所描述内容的本发明的所说明实例的以上说明并不打算为穷尽性或限制于所揭示的精确形式。尽管出于说明性目的而在本文中描述本发明的特定实施例及实例，但可在不背离本发明的较宽广精神及范围的情况下做出各种等效修改。实际上，应了解，特定实例性电压、电流、频率、电力范围值、时间等是出于解释目的而提供且根据本发明的教示还可在其它实施例及实例中采用其它值。

鉴于上文详细说明，可对本发明的实例做出这些修改。所附权利要求书中使用的术语不应理解为将本发明限制于说明书及权利要求书中所揭示的特定实施例。相反，所述范围将完全由所附权利要求书来确定，权利要求书将根据权利要求解释的所确立原则来加以理解。因此，本说明书及各图应视为说明性的而非限制性的。