Digital readout integrated circuit (dROIC) implementing time delay and integration (TDI) for scanning type infrared focal plane arrays (IRFPAS)
Taramalı tip kızılötesi görüntüleme sistemleri için zaman ertelemeli biriktirme (TDI) metodunu uygulayan sayısal tümleşik okuma devresi
- Tez No: 444531
- Danışmanlar: PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Bu tez taramalı tip kızılötesi görüntüleme sistemleri için zaman ertelemeli biriktirme uygulayan sayısal tümleşik okuma devresini sunmaktadır. Geliştirilen sayısal okuma devresi 14.5 mW güç tüketirken, 198 e- niceleme gürültüsüne ve 44.8 Me- yük depolama kapasitesine sahiptir. Literatürde bilinen darbe frekans modülasyonu tekniği, çok düşük niceleme gürültüsüne ulaşmak ve düş güç tüketmek için tek rampalı ADC metoduyla desteklenmiştir. Geliştirilen sayısal okuma devresi gelen fotoakımı iki bölümde sayısal veriye çevirmektedir. İlk bölümde en önemli bitler darbe frekans modülasyonu metoduyla oluşturulurken ikinci bölümde az önemli bitler tek rampalı ADC kullanılarak oluşturulmaktadır. Önerilen metodun doğrulaması 90x8 formatında prototip entegre devre üretilerek yapılmıştır. Yapılan ölçümlerde az önemli bitler oluşturulurken kullanılan tek rampalı ADC metodu ve TDI metodu sayesinde sinyal-gürültü-oranının düşük ışıma seviyelerinde 51 dB ile önemli derecede geliştirildiği görülmüştür. Geliştirilen sayısal TDI tümleşik okuma devresi, daha küçük piksel tasarımını mümkün kılması, düşük güç tüketimi ve özellikle düşük ışıma seviyelerinde elde ettiği yüksek SNR değerleri ile sayısal okuma devrelerinin taramalı tip kızılötesi görüntüleme sistemleri için de faydalı olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a digital readout integrated circuit architecture implementing time delay and integration with an oversampling rate of 2 for scanning type infrared focal plane arrays with a charge handling capacity of 44.8 Me- while achieving quantization noise of 198 e- and power consumption of 14.5 mW. Conventional pulse frequency modulation method is supported by a single slope ramp ADC technique to have very low quantization noise together with a low power consumption. The proposed digital TDI ROIC converts the photocurrent into digital domain in two phases; in the first phase, most significant bits are generated by conventional PFM technique in the charge domain, while in the second phase least significant bits are generated by the single slope ramp ADC in the time domain. A 90x8 prototype has been fabricated and verified, showing a significantly improved signal-to-noise ratio of 51 dB for the low illumination levels (280,000 collected electrons), which is attributed to the TDI implementation method and very low quantization noise due to the single slope ADC. The proposed digital TDI ROIC proves the benefit of digital readouts for the scanning arrays enabling smaller pixel pitch, better SNR for low illumination levels and lower power consumption compared to the analog TDI readouts.
Benzer Tezler
- An ultra wide temperature range R-2R based 8 BIT D/A converter for 90NM CMOS technology
90NM CMOS teknolojisi için çok geniş sıcaklık aralıklı R-2R tabanlı 8 BIT D/A dönüştürücü
MUHAMMET BURAK BARAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Low-power low-noise highly programmable digital accelerometer readout for high performance MEMS accelerometers
Yüksek performanslı MEMS ivmeölçerler için düşük güç tüketimli düşük gürültülü kapsamlı programlanabilir okuma sistemi tasarımı
BERK ENGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKIN
- Design and implementation of a single slope ADC for digital output cooled infrared readout integrated circuits
Sayısal çıkışlı soğutmalı kızılötesi dedektör okuma devreleri için tek rampalı analog sayısal çevirici tasarımı
FATİH AKYÜREK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ BAYRAM
- A small-format microbolometer imaging sensor with digital video outputs
Sayısal video çıkışlı ve küçük boyutlu mikrobolometre görüntüleme sensörü
CEM YALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKIN
- Column parallel incremental zoom adc for uncooled imaging applications
Soğutmasız görüntüleme sistemleri için kolon paralel artımlı zoom analog-sayısal çevirici
AYCAN BEYENİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKIN