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公开(公告)号：CN108391071B
公开(公告)日：2020-04-14
申请号：CN201711184151.7
申请日：2017-11-23
Applicant: 南京邮电大学 , 南京邮电大学南通研究院有限公司
Abstract: 本发明公开了一种采用二次相关双采样技术的SPAD阵列级读出电路，包括CDS读出电路和采样保持电路。第一级CDS读出电路由1个电压跟随器，2个开关电路与1个采样电容组成，接在每条列总线上用于保证像素单元的信息的快速读出，并将像素单元中的固定模式噪声消除。第二级CDS读出电路由2个电压跟随器，2个开关电路与2个采样电容组成，用于消除读出电路中的固定模式噪声。二次相关双采样阵列级读出电路只需两个控制信号，时序信号简单。本发明具有时序控制简单且读出速度较快的优点，两级CDS只需两个控制信号，且读出速度较快，提高了读出电路的工作效率。因此在大规模的像素阵列电路中优势较为明显。
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公开(公告)号：CN108955906A
公开(公告)日：2018-12-07
申请号：CN201810683221.1
申请日：2018-06-27
Applicant: 南京邮电大学 , 南京邮电大学南通研究院有限公司
IPC: G01J11/00
Abstract: 本发明提出一种应用于单光子探测器的时间‑模拟转换电路，包括：淬灭电路、RS触发器F、传输门TG、单刀双掷开关S、采样电容C和源极跟随电路；淬灭复位控制SPAD的淬灭复位以及控制雪崩信号的传输，RS触发器由雪崩信号控制追踪保持电路对与曝光信号同步的三角波采样，从而得到与光子飞行时间线性相关的电压值，且RS触发器起到对采样追踪电路复位的作用。单刀双掷开关在复位与光子飞行时间测量阶段给追踪保持电路提供不同的参考信号。本发明由触发器构成，电路结构简单，控制时序信号较少，占用面积较小，能够达到较高的填充系数，适用与大规模的像素阵列。且具有较高的输出范围，因此具有较小的时间分辨率，适用于较为精密的光子飞行时间的测量。
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公开(公告)号：CN108391071A
公开(公告)日：2018-08-10
申请号：CN201711184151.7
申请日：2017-11-23
Applicant: 南京邮电大学 , 南京邮电大学南通研究院有限公司
Abstract: 本发明公开了一种采用二次相关双采样技术的SPAD阵列级读出电路，包括CDS读出电路和采样保持电路。第一级CDS读出电路由1个电压跟随器，2个开关电路与1个采样电容组成，接在每条列总线上用于保证像素单元的信息的快速读出，并将像素单元中的固定模式噪声消除。第二级CDS读出电路由2个电压跟随器，2个开关电路与2个采样电容组成，用于消除读出电路中的固定模式噪声。二次相关双采样阵列级读出电路只需两个控制信号，时序信号简单。本发明具有时序控制简单且读出速度较快的优点，两级CDS只需两个控制信号，且读出速度较快，提高了读出电路的工作效率。因此在大规模的像素阵列电路中优势较为明显。
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公开(公告)号：CN108955906B
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN201810683221.1
申请日：2018-06-27
Applicant: 南京邮电大学 , 南京邮电大学南通研究院有限公司
IPC: G01J11/00
Abstract: 本发明提出一种应用于单光子探测器的时间‑模拟转换电路，包括：淬灭电路、RS触发器F、传输门TG、单刀双掷开关S、采样电容C和源极跟随电路；淬灭复位控制SPAD的淬灭复位以及控制雪崩信号的传输，RS触发器由雪崩信号控制追踪保持电路对与曝光信号同步的三角波采样，从而得到与光子飞行时间线性相关的电压值，且RS触发器起到对采样追踪电路复位的作用。单刀双掷开关在复位与光子飞行时间测量阶段给追踪保持电路提供不同的参考信号。本发明由触发器构成，电路结构简单，控制时序信号较少，占用面积较小，能够达到较高的填充系数，适用与大规模的像素阵列。且具有较高的输出范围，因此具有较小的时间分辨率，适用于较为精密的光子飞行时间的测量。
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公开(公告)号：CN109765544B
公开(公告)日：2022-08-26
申请号：CN201910066857.6
申请日：2019-01-24
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G01S7/4863
Abstract: 本发明公开了一种单光子3D激光雷达探测器的光子同步检测电路及方法，包括RS触发器一RSFF_1、RS触发器二RSFF_2、RS触发器三RSFF_3、RS触发器四RSFF_4、判断电路以及触发/复位电路，判断电路由一个电容网络和一个比较器CMP组成。判断电路将雪崩脉冲信号个数同时通过电容网络的充放电过程转化为一定的电压阈值VA，再通过比较器CMP对比所设定的参考电压信号Vref，实现同步检测、抑制噪声的功能。本发明占用的芯片版图面积小，有效地提高了SPAD像素单元的填充因子，提高了SPAD阵列探测器的集成度；电路复杂度低，制造工艺完全和CMOS工艺兼容，制造成本低，各个电路之间的性能一致性好，成品率高。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109031925B
公开(公告)日：2020-06-12
申请号：CN201810599061.2
申请日：2018-06-12
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G04F10/00
Abstract: 本发明公开了一种应用于单光子探测器的紧凑型时间‑模拟转换电路，包括1个RS触发器、1个计时电容C和8个MOS管；其中MP0与MP1组成差分结构作为输入级，MN1与MP1组成互补型CMOS开关，MP0、MN1、MP1三个MOS管共同组成控制逻辑控制计时电容C的放电；MP2和MP3作为两个PMOS开关，控制计时电容C的复位操作；MN2和MN3组成源级跟随器，将计时电容C上的电压大小读出。本发明采用电容面积小，管子数量少，结构简单，达到了大幅度减小电路版图的面积的效果，提高了电路密度和集成度，有效地提高了像元的填充因子，同时还降低电路的整体功耗和制造成本低，各个电路之间的性能一致性好，成品率高。
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公开(公告)号：CN109031925A
公开(公告)日：2018-12-18
申请号：CN201810599061.2
申请日：2018-06-12
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G04F10/00
Abstract: 本发明公开了一种应用于单光子探测器的紧凑型时间‑模拟转换电路，包括1个RS触发器、1个计时电容C和8个MOS管；其中MP0与MP1组成差分结构作为输入级，MN1与MP1组成互补型CMOS开关，MP0、MN1、MP1三个MOS管共同组成控制逻辑控制计时电容C的放电；MP2和MP3作为两个PMOS开关，控制计时电容C的复位操作；MN2和MN3组成源级跟随器，将计时电容C上的电压大小读出。本发明采用电容面积小，管子数量少，结构简单，达到了大幅度减小电路版图的面积的效果，提高了电路密度和集成度，有效地提高了像元的填充因子，同时还降低电路的整体功耗和制造成本低，各个电路之间的性能一致性好，成品率高。
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公开(公告)号：CN108007584A
公开(公告)日：2018-05-08
申请号：CN201711090809.8
申请日：2017-11-08
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G01J11/00
Abstract: 本发明公开了基于单光子雪崩二极管探测器的快速荧光寿命成像方法，该方法利用单光子雪崩二极管作为探测器件，通过离散与混叠复用的探测窗口进行光子采样。通过蒙特卡罗仿真的原理，拟合出荧光衰减曲线，计算出荧光寿命。整个电路工作分为探测的准备阶段、探测阶段和读出阶段。在探测阶段，激光使待测样品荧光激发，利用控制SPAD的工作状态以及门控选通信号控制光子引起的雪崩脉冲的选通来实现离散与混叠混用的窗口探测，并将探测的数据记录下来。本发明利用离散与混叠复用的探测方法能够扩大时间探测窗口法的最佳探测范围，减少了探测误差。在每个像素单元集成了两个计数模块，使其在单次荧光激发后能够采样两组数据，能够有效的提高成像速度。
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公开(公告)号：CN107425847A
公开(公告)日：2017-12-01
申请号：CN201710582201.0
申请日：2017-07-17
Applicant: 南京邮电大学
Abstract: 本发明公开了一种基于脉冲上升沿触发的电荷转移型模拟计数读出电路。该电路包括13只MOSFET晶体管和一个积分电容，一个寄生电容。其中MP1和MP2分别为电荷注入开关和电荷转移开关，控制电荷包的产生和转移；跨接在MP1栅极和漏极之间的寄生电容Cgd将输入雪崩脉冲信号耦合到MP1的漏极；MP4和MN1组成复位电路，实现对积分电容存储的电荷放电；MP6、MP7、MP8、MN2、MN3和MN4组成一个单位增益放大器，防止和积分电容C相连接的MOSFET晶体管漏电对积分电容电压的影响；MP3是源极跟随晶体管，MP5是其负载，MP9是行选择晶体管，通过MP3和MP9将积分电容C上的电压读出到外部电路。模拟计数读出电路可实现高的计数范围，同时可减小SPAD阵列探测器像素单元的面积，提高SPAD阵列探测器的密度。
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公开(公告)号：CN106656166A
公开(公告)日：2017-05-10
申请号：CN201611128260.2
申请日：2016-12-09
Applicant: 南京邮电大学
IPC: H03K23/80
CPC classification number: H03K23/80
Abstract: 本发明公开了一种应用于SPAD探测器的高计数范围的模拟计数电路。该电路由一个计数电容C、1个电阻R和15个MOS管组成，其中NMOS管MN3和MN4，PMOS管MP6，MP7，MP8和MP9以及电阻R构成一个Cascode偏置电路，为计数电路提供偏置，同时该偏置电路还为计数电路的输出跟随器提供了一个电流源负载，保证了计数器的线性输出，该偏置电路还为限流PMOS管MP2提供了一个较高电平的偏置电压，在计数电容充电的支路上起到了一个限制导通电流过大的作用。本发明还提出一种利用上述应用于SPAD探测器的高计数范围的模拟计数电路进行计数的方法，其包含复位阶段，计数阶段和读出阶段三和阶段。本发明可以降低电容面积，且计数范围大，本发明还具有像素单元的填充系数高的优点。
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