CN110581689A - 用于驱动器校准的方法和装置 - Google Patents

用于驱动器校准的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110581689A
CN110581689A CN201910489738.1A CN201910489738A CN110581689A CN 110581689 A CN110581689 A CN 110581689A CN 201910489738 A CN201910489738 A CN 201910489738A CN 110581689 A CN110581689 A CN 110581689A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
current
circuit
replica
driver
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910489738.1A
Other languages
English (en)
Inventor
竹内正治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Components Industries LLC
Original Assignee
Semiconductor Components Industries LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Components Industries LLC filed Critical Semiconductor Components Industries LLC
Publication of CN110581689A publication Critical patent/CN110581689A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/24Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32Means for focusing
    • G03B13/34Power focusing
    • G03B13/36Autofocus systems
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10Power-operated focusing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • G06T5/80Geometric correction
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/032Reciprocating, oscillating or vibrating motors
    • H02P25/034Voice coil motors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/301Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in MOSFET amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/34Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
    • H03F1/342Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback in field-effect transistor amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45179Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45179Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45183Long tailed pairs
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45479Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection
    • H03F3/45632Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with FET transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45744Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with FET transistors as the active amplifying circuit by offset reduction
    • H03F3/45748Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection in differential amplifiers with FET transistors as the active amplifying circuit by offset reduction by using a feedback circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1066Mechanical or optical alignment
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053Driving means for the movement of one or more optical element
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30168Image quality inspection
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/453Controlling being realised by adding a replica circuit or by using one among multiple identical circuits as a replica circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2203/00Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45048Calibrating and standardising a dif amp
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2203/00Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/45Indexing scheme relating to differential amplifiers
    • H03F2203/45212Indexing scheme relating to differential amplifiers the differential amplifier being designed to have a reduced offset
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1009Calibration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明题为“用于驱动器校准的方法和装置”。本发明涉及一种用于校准驱动器的驱动器校准电路和方法。方法和装置可包括各种电路和/或系统,以使因运算放大器中的偏移电压造成的偏移输出电流(例如,驱动电流)最小化。方法和装置可包括电流比较器电路和复制电路,该电流比较器电路和该复制电路彼此结合进行操作以监控驱动电流并提供反馈信号,然后该反馈信号用于调整驱动电流并提高驱动电流的准确度。通过本发明实现的技术效果是提供一种驱动电路,该驱动电路通过校准输出电流来补偿由运算放大器引入的偏移电压,使得实际输出电流更接近理想输出电流。

Description

用于驱动器校准的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于校准驱动器的驱动器校准电路和方法。
背景技术
电子设备(诸如移动电话、相机和计算机)常常将透镜模块与图像传感器结合用于捕获图像。许多成像系统采用自动聚焦方法和各种信号处理技术,以通过调整透镜相对于图像传感器的位置来改善图像质量。
自动聚焦系统通常利用驱动器和致动器来将透镜移动到最佳位置以提高图像质量。该系统还利用运算放大器来有利于信号传播。然而,运算放大器可能经历偏移电压,这导致驱动器产生不同于预期(理想)电流的输出电流。对于高性能驱动器,必须减小或去除实际输出电流与理想输出电流之间的变化。
发明内容
本发明涉及用于校准驱动器的驱动器校准电路和方法。
本发明解决的技术问题是常规的驱动电路由于偏移电压(典型地由运算放大器引入)而具有实际输出电流和理想输出电流之间的变化。
该方法和装置可包括各种电路和/或系统,以使由于运算放大器中的偏移电压造成的偏移输出电流(例如,驱动电流)最小化。该方法和装置可包括电流比较器电路和复制电路,该电流比较器电路和该复制电路彼此结合进行操作以监控驱动电流并提供反馈信号,然后反馈信号用于调整驱动电流并提高驱动电流的准确度。
根据一个方面,驱动器校准电路包括:电流比较器电路,该电流比较器电路响应于偏置电压并生成阈值电流;控制器,该控制器连接到电流比较器电路并被配置为生成:DAC码;和校准码;数模转换器(DAC),该DAC连接到控制器并被配置为:根据DAC码来生成第一电压;以及根据校准码来生成第二电压;差分运算放大器(DOA),该DOA连接到DAC并被配置为:接收第一电压;接收反馈电压;以及生成运算放大器输出电压;驱动器,该驱动器连接到DOA的输出端子,其中驱动器通过生成驱动电流来响应于运算放大器输出电压;反馈电路,该反馈电路连接到DAC、驱动器和DOA,并且被配置为根据第二电压来生成反馈电压;和复制电路,该复制电路连接到:电流比较器电路;DOA的输出端子;和驱动器;其中复制电路生成与驱动电流成比例的复制电流。
在上述驱动器校准电路的一个实施方案中,电流比较器电路包括串联连接的第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管;并且电流比较器电路根据复制电流与阈值电流的比较结果来生成比较器输出电压。
在上述驱动器校准电路的一个实施方案中,复制电路连接到位于第一晶体管与第二晶体管之间的第一节点。
在上述驱动器校准电路的一个实施方案中,控制器连接到电流比较器电路的输出端子并被配置为根据比较器输出电压来生成校准码。
在上述驱动器校准电路的一个实施方案中,驱动器包括驱动晶体管;驱动晶体管的栅极端子连接到DOA的输出端子;驱动晶体管的源极端子连接到反馈电路;并且当驱动电流为大约零安培时,驱动晶体管的漏极电压大约等于供电电压。
在上述驱动器校准电路的一个实施方案中,复制电路包括复制晶体管,并且其中:复制晶体管的栅极端子连接到DOA的输出端子;复制晶体管的漏极端子连接到电流比较器电路;并且复制电路的源极端子连接到驱动晶体管的源极端子。
根据另一方面,用于校准驱动器的方法包括:生成阈值电流;生成与驱动器的驱动电流成比例的复制电流;将复制电流与阈值电流进行比较;根据比较结果来生成比较器输出电压;将比较器输出电压传输到控制器;根据比较器输出电压来生成校准码;根据校准码来生成第一电压;以及将第一电压施加到运算放大器。
在一个操作中,根据比较器输出电压来生成校准码包括从一组多个预先确定的校准码选择校准码。
在一个操作中,该方法还包括:生成第二电压;将第二电压施加到运算放大器;以及根据第一电压和第二电压来生成运算放大器输出。
在一个操作中,生成复制电流包括:将相同电压同时地施加到复制电路和驱动器;以及将第二电压施加到复制电路,该第二电压大约等于供电电压。
通过本发明实现的技术效果是提供驱动电路,该驱动电路通过校准输出电流来补偿由运算放大器引入的偏移电压,使得实际输出电流更接近理想输出电流。
附图说明
当结合以下示例性附图考虑时,可参照具体实施方式更全面地了解本技术。在以下附图中,通篇以类似附图标号指代各附图当中的类似元件和步骤。
图1是根据本技术的示例性实施方案的成像系统的框图;
图2是根据本技术的示例性实施方案的控制电路的电路图;
图3是根据本技术的示例性实施方案的驱动器的理想输出电流、实际输出电流和校正输出电流的图;并且
图4是根据本技术的示例性实施方案的驱动器电压的图。
具体实施方式
本技术可在功能块部件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可通过被配置为执行指定功能并实现各种结果的任何数量的部件来实现。例如,本技术可采用可执行多种功能的各种致动器、传感器、透镜、电流发生器、控制器、信号转换器、半导体器件,诸如晶体管和电容器等。此外,本技术可结合任何数量的系统(诸如汽车、航空、医疗、科学、监视和消费电子器件)来实施,并且所述的这些系统仅为该技术的示例性应用。另外,本技术可采用任何数量的常规技术,以用于捕获图像数据、采样图像数据、处理图像数据等。
根据本技术的各个方面的用于驱动器校准的方法和装置可结合任何合适的电子系统(诸如成像系统、“智能设备”、可穿戴设备、消费电子器件等)一起操作。参考图1,可将示例性成像系统100结合到电子设备中,该电子设备诸如数字相机或便携式计算设备。例如,在各种实施方案中,成像系统100可包括相机模块105和图像信号处理器(ISP)130。
相机模块105可捕获图像数据并且执行各种操作功能,诸如自动聚焦和/或光学图像稳定。例如,相机模块105可包括图像传感器125、与图像传感器125相邻定位的透镜模块115、和控制电路120。控制电路120和透镜模块115可被配置为彼此通信并一起进行操作以使物体或场景自动地聚焦在图像传感器125上。
图像传感器125可被适当地配置为捕获图像数据。例如,图像传感器125可包括像素阵列(未示出)以检测光并通过以下方式传送构成图像的信息:将光波的可变衰减(在这些光波穿过物体或经物体反射时)转换成电信号。像素阵列可包括被布置成行和列的多个像素,并且像素阵列可包含任何数量的行和列,例如数百或数千行和列。每个像素可包括任何合适的光电传感器,诸如光电门、光电二极管等,以检测光并将所检测的光转换成电荷。图像传感器125可结合任何适当的技术来实现,诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)和电荷耦合器件中的有源像素传感器。
透镜模块115可被配置为使光聚焦在图像传感器125的感测表面上。例如,透镜模块115可包括透镜135,该透镜具有固定直径,与图像传感器125的感测表面相邻定位。透镜模块115还可包括致动器110(例如线性谐振致动器,诸如音圈电机(VCM)),该致动器被配置为沿着x轴、y轴和z轴移动透镜135。
在各种实施方案中,成像系统100可被配置为移动透镜模块115的固定透镜135的部分以执行自动聚焦功能。例如,透镜模块115可包括相对于静止部分(未示出)移动的伸缩部分(未示出)。在各种实施方案中,伸缩部分可固定透镜135。因此,致动器110可移动伸缩部分以使透镜135远离或更靠近图像传感器125移位,从而使物体或场景聚焦在图像传感器125上。在各种实施方案中,图像传感器125可固定到静止部分,或可布置在距静止部分的固定距离处。
在各种实施方案中,图像信号处理器130可执行各种数字信号处理功能(诸如颜色插值、彩色校正、促进自动聚焦、曝光调整、降噪、白平衡调整、压缩等)以产生输出图像。图像信号处理器130可包括用于执行计算、传输和接收图像像素数据的任何数量的半导体器件,诸如晶体管、电容器等,和用于存储像素数据的存储单元,诸如随机存取存储器、非易失性存储器或任何其他适于具体应用的存储器设备。在各种实施方案中,图像信号处理器130可用可编程逻辑设备(诸如现场可编程门阵列(FPGA))或具有可重新配置的数字电路的任何其他设备来实现。在其他实施方案中,图像信号处理器130可在使用不可编程设备的硬件中实现。图像信号处理器130可使用任何合适的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术或制造工艺来部分地或完全地形成于含硅的集成电路内,使用处理器和存储器系统来部分地或完全地形成于ASIC(专用集成电路)中,或使用另一合适的实施方式来部分地或完全地形成。
图像信号处理器130可将输出图像传输到用于存储和/或查看图像数据的输出设备,诸如显示屏或存储器部件。输出设备可从图像信号处理器130接收数字图像数据,诸如视频数据、图像数据、帧数据和/或增益信息。在各种实施方案中,输出设备可包括外部设备,诸如计算机显示器、存储卡或一些其他外部单元。
控制电路120控制功率并将该功率供应到系统内的各种设备。例如,控制电路120可控制功率并将该功率供应到透镜模块115,以将致动器110和/或透镜135移动到期望位置。控制电路120可结合图像信号处理器130、图像传感器125和/或其他系统一起进行操作,以确定供应到致动器110的适当的功率量和/或电流量。控制电路120可包括能够向致动器110提供能量的任何合适的设备和/或系统。在示例性实施方案中,控制电路120可包括驱动器235、控制器210、数模转换器(DAC)215、运算放大器(op-amp)220、电流发生器205、反馈电路260、电流比较器电路250和复制电路225。
控制器210控制DAC 215的操作。控制器210可从系统中的其他部件接收信号,诸如时钟信号(未示出),控制器210利用该信号来执行各种控制操作并且/或者生成各种控制信号。在示例性实施方案中,控制器210可将DAC码供应到DAC 215。DAC码可包括第一数字代码。控制器210可根据来自图像传感器125、ISP 130的信息和/或其他相关信息生成DAC码。
根据示例性实施方案,控制器210还可包括存储器(未示出),该存储器被配置为存储多个偏移校准码。偏移校准码可存储在例如查找表或其他合适的存储介质中。控制器210可根据来自电流比较器电路250的比较器电压VCOMP来选择偏移校准码(OCC)中的一个OCC并将该OCC传输到DAC 215。OCC可包括第二数字代码。
控制器210可包括用于生成数字信号的任何合适的电路和/或系统,该数字信号诸如DAC码和OCC。例如,控制器210可包括被配置为执行比较、算术功能、信号转换等的各种逻辑电路。
在DAC 215中,可将数字值转换为模拟值(例如,电压)并根据各种输入信号来生成输出信号。根据示例性实施方案,DAC 215可连接到控制器210并接收DAC码和OCC。DAC 215可根据DAC码生成DAC输出信号VDAC,并且还可根据OCC来生成校准电压VCAL。DAC 215还可连接到运算放大器220并被配置为将DAC输出信号VDAC传输到运算放大器220的输入端子。DAC215还可连接到反馈电路260并被配置为将校准电压VCAL传输到反馈电路260。
反馈电路260可被配置为根据校准电压VCAL和/或其他信号来生成反馈电压VF。例如,反馈电路260可包括各种电路,诸如放大器、电阻器等,以放大期望信号,放大差分信号,测量电压,和/或检测电流。根据示例性实施方案,反馈电压VF基于校准电压VCAL和在感测电阻器245两端的电压降。
感测电阻器245可在第一端处连接到驱动器235并在第二端处连接到接地。感测电阻器245还可用连接器连接到反馈电路260,该连接器将第一端和第二端连接到反馈电路260。因此,反馈电路260可以通过测量在感测电阻器245两端的电压降来检测驱动电流IDR
运算放大器220可被配置为接收输入信号并放大输入信号之间的差值(即,差分输入)。运算放大器220可包括用于接收第一输入信号的反相端子(-)和用于接收第二输入信号的非反相端子(+)。在示例性实施方案中,运算放大器220连接到DAC 215并被配置为在非反相端子(+)处接收DAC输出信号VDAC并在反相端子(-)处接收反馈电压VF。运算放大器220可包括使用晶体管、电阻器和电容器形成的常规的运算放大器220。
由于制造工艺,用于形成运算放大器220的晶体管可能没有精确地匹配,这导致了运算放大器220具有在差分输入的非零值处为零的输出VOUT_AMP。这通常被称为输入偏移电压,并且该偏移促成偏移电流。
电流发生器电路205可被配置为生成参考电流IREF并将各种偏置电压供应到电流比较器电路250,各种偏置电压诸如偏置电压V偏置1、V偏置2、V偏置3和V偏置4。电流发生器电路205可包括适于生成期望参考电流的任何电路和/或设备。例如,电流发生器电路205可包括带隙电流参考电路255和各种晶体管。
带隙电流参考电路255可包括适于生成期望参考电流的常规的电路。带隙电流参考电路255可结合各种晶体管进行操作以生成参考电流IREF
电流比较器电路250确定电流信号是否超过预先确定的阈值电流ICOMP_TH并相应地生成比较器输出电压VCOMP。电流比较器电路250可被配置为折叠共源共栅比较器。例如,比较器电路250可包括串联连接的多个晶体管,诸如晶体管M1:M4,并且其中每个晶体管接收不同的偏置电压,诸如偏置电压V偏置1、V偏置2、V偏置3和V偏置4。晶体管M1和M2可包括PMOS晶体管,并且晶体管M3和M4可包括NMOS晶体管。
根据示例性实施方案,电流比较器电路250可连接到电流发生器电路205以接收各种偏置电压,从而通过晶体管M1、M2、M3和M4生成固定电流。因此,预先确定的阈值电流ICOMP_TH根据偏置电压建立并与参考电流IREF成比例,并且根据以下公式进行描述:ICOMP_TH=IREF×(1/X),其中IREF是参考电流,并且1/X是电流比较器250中的晶体管数量与电流发生器205中的晶体管数量的比率。
根据示例性实施方案,电流比较器电路250可在第一节点N1处连接到复制电路225,其中第一节点N1位于晶体管M1和M2之间。第一节点N1处的电压可被称为第一节点电压VN1。电流比较器电路250还可经由缓冲放大器240在第二节点N2处连接到控制器210,其中第二节点位于晶体管M2和M3之间。第二节点N2处的电压可被称为第二节点电压VN2
电流比较器电路250还可连接到供电电压VDD。例如,晶体管M1可直接地连接到供电电压VDD,并且晶体管M2:M4间接地连接。
驱动器235(即,驱动电路)有利于将透镜135移动到期望位置。例如,驱动器235可生成驱动电流IDR并将该驱动电流供应到致动器110。驱动器235可使驱动电流IDR的量值和方向变化,以实现透镜135的期望位置。致动器110响应于驱动电流IDR并使透镜135移动了与驱动电流IDR成比例的量。一般来讲,可根据以下公式描述驱动电流DR:IDR=A×IREF,其中A是增益值,并且IREF是参考电流。
驱动器235可包括适于响应于输入信号来驱动致动器110的任何电路。例如,驱动器235可被配置作为包括多个晶体管(诸如晶体管M6:M9)的H桥驱动器。驱动器235还可被配置为接收并响应于运算放大器输出VOUT_AMP。例如,晶体管M7的栅极端子可连接到运算放大器220的输出端子并根据运算放大器输出VOUT_AMP进行操作。在示例性实施方案中,晶体管M6和M8被配置作为P沟道MOSFET(PMOS),并且M7和M9被配置作为N沟道MOSFET(NMOS),其中每个晶体管具有栅极端子、漏极端子和源极端子。
在示例性实施方案中,驱动器235可在第三节点N3和第四节点N4处耦接到致动器110,其中第三节点N3位于晶体管M6和M7之间,其中第四节点N4位于晶体管M8和M9之间。第三节点N3处的电压可被称为第三节点电压VN3,并且第四节点N4处的电压可被称为第四节点电压VN4
因此,对晶体管M6:M9选择性地进行操作将指示致动器110的操作和/或驱动电流IDR的流动。例如,驱动电流IDR可在第一方向(即,如图2所示的正向方向)或相反的第二方向(即,反向方向)上流过致动器110。驱动电流IDR的方向可基于透镜135的期望位置。
根据示例性实施方案,基于制造工艺,驱动器235的晶体管M6:M9具有最小长度,以减小驱动器235的导通电阻。一般来讲,随着漏极-源极电压的增加,与长沟道器件相比,短沟道器件中的驱动电流IDR增加得更多。
复制电路225生成与驱动电流IDR成比例的电流(即,复制电流IREP)。复制电路225可连接到电流比较器电路250、运算放大器220和驱动器235。复制电路225可包括适于生成与驱动电流IDR成比例的电流的任何电路。例如,复制电路225可包括晶体管M5,其中晶体管M5是NMOS晶体管,并且其中晶体管M5的栅极端子可连接到运算放大器220的输出端子并接收运算放大器输出VOUT_AMP。晶体管M5的源极端子可连接到晶体管M7的源极端子。晶体管M5的漏极端子可连接到电流比较器电路250的第一节点N1,并且复制电流IREP根据驱动电流IDR流过晶体管M5。
当复制电流IREP改变时,电流比较器电路250将复制电流IREP与阈值电流ICOMP_TH进行比较,并根据该差值输出比较器电压VCOMP。例如,如果复制电流IREP小于阈值电流ICOMP_TH,那么比较器电压VCOMP为高(例如,数字1),并且如果复制电流IREP大于阈值电流ICOMP_TH,那么比较器电压VCOMP为低(例如,数字0)。
根据各种实施方案,用于驱动器校准的方法和装置进行操作以减少或以其他方式去除驱动电流IDR中的偏移。例如,并且参考图3,偏移被定义为在校准之前的实际驱动电流,与理想驱动电流(其中当DAC值为零时驱动电流为零)之间的差值。因此,用于驱动器校准的方法和装置进行操作以使实际驱动电流与理想驱动电流基本上匹配。在校准之后,实际驱动电流可在小于理想驱动电流的1个最低有效位(LSB)内。例如,1LSB可等于200μA。
参考图2至图4,在操作期间,复制电路225根据驱动电流IDR生成复制电流IREP。这是通过确保复制晶体管M5的栅极-源极电压(Vgs_M5)与晶体管M7的栅极-源极电压(Vgs_M7)相同并确保复制晶体管M5的漏极-源极电压(Vds_M5)与晶体管M7的漏极-源极电压(Vds_M5)相同来实现的。因为复制晶体管M5的栅极端子和晶体管M7的栅极端子接收相同的电压(例如,VOUT_AMP),所以复制晶体管M5的栅极-源极电压(Vgs_M5)与晶体管M7的栅极-源极电压(Vgs_M7)相同。此外,因为复制晶体管M5的漏极端子连接到第一节点N1,该第一节点由偏置电压V偏置2确定并大约等于供电电压VDD减去过驱动电压VOD(即,VN1=VDD–VOD),所以当驱动电流IDR为大约0A时,复制晶体管M5的漏极-源极电压(Vds_M5)与晶体管M7的漏极-源极电压(Vds_M7)基本上相同。过驱动电压VOD可以是在从大约0.1V至0.2V的范围内。
根据示例性操作,电流比较器250将复制电流IREP与阈值电流ICOMP_TH进行比较。例如,如果阈值电流ICOMP_TH是例如3μA,那么电流比较器电路250比较复制电流并确定复制电流是否小于或大于3μA并根据比较结果来生成比较器电压VCOMP。如果复制电流IREP小于3μA,那么比较器电压VCOMP为高,并且如果复制电流IREP大于3μA,那么比较器电压VCOMP为低。
然后,电流比较器250将比较器电压VCOMP传输到控制器210。控制器210通过增加或减小OCC来接收并响应于比较器电压VCOMP。例如,如果比较器电压VCOMP为高,那么OCC减小,并且如果比较器电压VCOMP为低,那么OCC增加。DAC 215利用OCC来改变或调整校准电压VCAL,然后该校准电压用于生成反馈电压VF并生成运算放大器输出VOUT_AMP
根据示例性方法,当驱动电流IDR为大约0A时执行校准。参考图4,当驱动电流为大约0A时,供电电压VDD、第三节点N3处的电压(VN3)和第四节点N4处的电压(VN4)基本上相同。
根据上面并如关于正向方向所述,也可在反向方向上校正偏移电流。
在上述描述中,已参考具体示例性实施方案描述了所述技术。然而,可在不脱离所述的本发明技术的范围的情况下作出各种修改和改变。以示例性方式而不是限制性方式考虑说明书和附图,并且所有此类修改旨在包括在本技术的范围内。因此,应通过所述的一般实施方案及其在法律意义上的等同形式,而不是仅通过上述具体示例确定所述技术的范围。例如,可以任何适当的顺序执行任何方法或过程实施方案中列举的步骤,并且不限于具体示例中提供的明确顺序。另外,任何系统实施方案中列举的组件和/或元件可以多种排列方式组合,以产生与本发明技术基本上相同的结果,并且因此不限于具体示例中阐述的具体配置。
上文已经针对具体实施方案描述了有益效果、其他优点和问题解决方案。然而,任何有益效果、优点、问题解决方案或者可使任何具体有益效果、优点或解决方案出现或变得更明显的任何要素都不应被解释为关键、所需或必要特征或组成部分。
术语“包含”、“包括”或其任何变型形式旨在提及非排他性的包括,使得包括一系列要素的过程、方法、制品、组合物或装置不仅仅包括这些列举的要素,而且还可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品、组合物或装置固有的其他要素。除了未具体引用的那些之外,本技术的实施所用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或部件的其他组合和/或修改可在不脱离其一般原理的情况下变化或以其他方式特别适于具体环境、制造规范、设计参数或其他操作要求。
上文已参考示例性实施方案描述了本技术。然而,可在不脱离本技术的范围的情况下对示例性实施方案作出改变和修改。这些和其他改变或修改旨在包括在本发明技术的范围内。
根据一个方面,驱动器校准电路包括:电流比较器电路,该电流比较器电路响应于偏置电压并生成阈值电流;控制器,该控制器连接到电流比较器电路并被配置为生成:DAC码;和校准码;数模转换器(DAC),该DAC连接到控制器并被配置为:根据DAC码来生成第一电压;以及根据校准码来生成第二电压;差分运算放大器(DOA),该DOA连接到DAC并被配置为:接收第一电压;接收反馈电压;以及生成运算放大器输出电压;驱动器,该驱动器连接到DOA的输出端子,其中驱动器通过生成驱动电流来响应于运算放大器输出电压;反馈电路,该反馈电路连接到DAC、驱动器和DOA,并且被配置为根据第二电压来生成反馈电压;和复制电路,该复制电路连接到:电流比较器电路;DOA的输出端子;和驱动器;其中复制电路生成与驱动电流成比例的复制电流。
在一个实施方案中,电流比较器电路包括串联连接的第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管。
在一个实施方案中,复制电路连接到位于第一晶体管与第二晶体管之间的第一节点。
在一个实施方案中,电流比较器电路根据复制电流与阈值电流的比较结果来生成比较器输出电压。
在一个实施方案中,如果复制电流小于阈值电流,那么比较器输出电压为高,并且如果复制电流大于阈值电流,那么比较器输出电压为低。
在一个实施方案中,控制器连接到电流比较器电路的输出端子并被配置为根据比较器输出电压来生成校准码。
在一个实施方案中,DOA包括非反相端子和反相端子,并且接收在非反相端子处的第一电压和在反相端子处的反馈电压。
在一个实施方案中,驱动器包括驱动晶体管;驱动晶体管的栅极端子连接到DOA的输出端子;并且驱动晶体管的源极端子连接到反馈电路。
在一个实施方案中,当驱动电流为大约零安培时,驱动晶体管的漏极电压大约等于供电电压。
在一个实施方案中,复制电路包括复制晶体管,并且其中:复制晶体管的栅极端子连接到DOA的输出端子;复制晶体管的漏极端子连接到电流比较器电路;并且复制电路的源极端子连接到驱动晶体管的源极端子。
根据另一方面,用于校准驱动器的方法包括:生成阈值电流;生成与驱动器的驱动电流成比例的复制电流;将复制电流与阈值电流进行比较;根据比较结果来生成比较器输出电压;将比较器输出电压传输到控制器;根据比较器输出电压来生成校准码;根据校准码来生成第一电压;以及将第一电压施加到运算放大器。
在一个实施方案中,根据比较器输出电压来生成校准码包括从一组多个预先确定的校准码选择校准码。
在一个实施方案中,该方法还包括:生成第二电压;将第二电压施加到运算放大器;以及根据第一电压和第二电压来生成运算放大器输出。
在一个实施方案中,生成复制电流包括:将相同电压同时地施加到复制电路和驱动器;以及将第二电压施加到复制电路,该第二电压大约等于供电电压。
根据又一方面,成像系统包括:发生器电路,该发生器电路被配置为生成偏置电压;电流比较器电路,该电流比较器电路连接到发生器电路并被配置为生成阈值电流;控制器,该控制器被配置为:存储多个校准码;以及传输多个校准码中的一个校准码;数模转换器(DAC),该DAC连接到发生器电路并被配置为:接收校准码;生成DAC电压;以及根据校准码来生成校准电压;差分运算放大器(DOA),该DOA连接到DAC并包括:第一输入端子和第二输入端子,其中DOA被配置为:在第一输入端子处接收DAC电压;在第二输入端子处接收反馈电压;以及在输出端子处生成运算放大器输出电压;驱动器,该驱动器连接到DOA的输出端子并包括驱动晶体管;其中:驱动晶体管的栅极端子连接到DOA的输出端子;并且驱动晶体管的源极端子连接到DOA的第二输出端子;反馈电路,该反馈电路连接到DAC、驱动器和DOA,并且被配置为根据校准电压来生成反馈电压;和复制电路,该复制电路包括复制晶体管,其中:复制晶体管的栅极端子连接到DOA的输出端子;复制晶体管的漏极端子连接到电流比较器电路;并且复制电路的源极端子连接到驱动晶体管的源极端子。
在一个实施方案中,复制电路生成与通过驱动器的电流成比例的复制电流。
在一个实施方案中,电流比较器包括串联连接的第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管。
在一个实施方案中,复制电路连接到位于第一晶体管与第二晶体管之间的第一节点。
在一个实施方案中,电流比较器电路根据复制电流与阈值电流的比较结果来生成比较器输出电压。
在一个实施方案中,如果复制电流小于阈值电流,那么比较器输出电压为高,并且如果复制电流大于阈值电流,那么比较器输出电压为低。

Claims (10)

1.一种驱动器校准电路,其特征在于,包括:
电流比较器电路,所述电流比较器电路响应于偏置电压并生成阈值电流;
控制器,所述控制器连接到所述电流比较器电路并被配置为生成:
DAC码;和
校准码;
数模转换器(DAC),所述DAC连接到所述控制器并被配置为:
根据所述DAC码来生成第一电压;以及
根据所述校准码来生成第二电压;
差分运算放大器(DOA),所述DOA连接到所述DAC并被配置为:
接收所述第一电压;
接收反馈电压;以及
生成运算放大器输出电压;
驱动器,所述驱动器连接到所述DOA的输出端子,其中所述驱动器通过生成驱动电流来响应于所述运算放大器输出电压;
反馈电路,所述反馈电路连接到所述DAC、所述驱动器和所述DOA,并且被配置为根据所述第二电压来生成所述反馈电压;和
复制电路,所述复制电路连接到:
所述电流比较器电路;
所述DOA的所述输出端子;和
所述驱动器;
其中所述复制电路生成与所述驱动电流成比例的复制电流。
2.根据权利要求1所述的驱动器校准电路,其特征在于:
所述电流比较器电路包括串联连接的第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管;并且
所述电流比较器电路根据所述复制电流与所述阈值电流的比较结果来生成比较器输出电压。
3.根据权利要求2所述的驱动器校准电路,其特征在于,所述复制电路连接到位于所述第一晶体管与所述第二晶体管之间的第一节点。
4.根据权利要求1所述的驱动器校准电路,其特征在于,所述控制器连接到所述电流比较器电路的输出端子,并被配置为根据比较器输出电压来生成所述校准码。
5.根据权利要求1所述的驱动器校准电路,其特征在于:
所述驱动器包括驱动晶体管;
所述驱动晶体管的栅极端子连接到所述DOA的所述输出端子;
所述驱动晶体管的源极端子连接到所述反馈电路;并且
当所述驱动电流为大约零安培时,所述驱动晶体管的漏极电压大约等于供电电压。
6.根据权利要求5所述的驱动器校准电路,其特征在于,所述复制电路包括复制晶体管,并且其中:
所述复制晶体管的栅极端子连接到所述DOA的所述输出端子;
所述复制晶体管的漏极端子连接到所述电流比较器电路;并且
所述复制电路的源极端子连接到所述驱动晶体管的源极端子。
7.一种用于校准驱动器的方法,其特征在于,包括:
生成阈值电流;
生成与所述驱动器的驱动电流成比例的复制电流;
将所述复制电流与所述阈值电流进行比较;
根据所述比较结果来生成比较器输出电压;
将所述比较器输出电压传输到控制器;
根据所述比较器输出电压来生成校准码;
根据所述校准码来生成第一电压;以及
将所述第一电压施加到运算放大器。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,根据所述比较器输出电压来生成所述校准码包括:从预先确定的多个校准码的组中选择所述校准码。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征还在于,包括:
生成第二电压;
将所述第二电压施加到所述运算放大器;以及
根据所述第一电压和所述第二电压来生成运算放大器输出。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,生成所述复制电流包括:
将相同电压同时地施加到所述复制电路和所述驱动器;以及
将第二电压施加到所述复制电路,所述第二电压大约等于供电电压。
CN201910489738.1A 2018-06-07 2019-06-06 用于驱动器校准的方法和装置 Pending CN110581689A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/002,179 US10658986B2 (en) 2018-06-07 2018-06-07 Methods and apparatus for driver calibration
US16/002,179 2018-06-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110581689A true CN110581689A (zh) 2019-12-17

Family

ID=68764369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910489738.1A Pending CN110581689A (zh) 2018-06-07 2019-06-06 用于驱动器校准的方法和装置

Country Status (2)

Country Link
US (3) US10658986B2 (zh)
CN (1) CN110581689A (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10658986B2 (en) * 2018-06-07 2020-05-19 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for driver calibration
CN110048387A (zh) * 2019-04-28 2019-07-23 深圳市华星光电技术有限公司 过流保护电路及显示面板
US11818476B2 (en) * 2020-03-18 2023-11-14 Stmicroelectronics Sa Method and apparatus for estimating a value in a table generated by a photosites matrix
US20240063808A1 (en) * 2022-08-19 2024-02-22 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Calibration detector with two offset compensation loops

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3760682B2 (ja) 1998-12-01 2006-03-29 オムロン株式会社 制御装置
US7944309B2 (en) 2009-03-18 2011-05-17 Qualcomm, Incorporated Transconductance bias circuit, amplifier and method
US9513456B2 (en) 2014-06-20 2016-12-06 Texas Instruments Incorporated Lens driver circuit with ringing compensation
US10658986B2 (en) * 2018-06-07 2020-05-19 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for driver calibration

Also Published As

Publication number Publication date
US10658986B2 (en) 2020-05-19
US11770105B2 (en) 2023-09-26
US20230387865A1 (en) 2023-11-30
US20190379336A1 (en) 2019-12-12
US20200244230A1 (en) 2020-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230387865A1 (en) Methods and apparatus for driver calibration
US8836313B2 (en) Constant current source and solid imaging apparatus using the same
US9813649B2 (en) Photoelectric conversion apparatus and photoelectric conversion system
US8190014B2 (en) Focus control circuit for adjusting the focus by moving a lens
US10469778B2 (en) Methods and apparatus for actuator control
US20050195033A1 (en) Differential amplifier circuit used in solid-state image pickup apparatus, and arrangement that avoids influence of variations of integrated circuits in manufacture and the like
KR20160126915A (ko) 보이스 코일 모터 구동 장치 및 카메라 모듈
CN110398913B (zh) 用于控制致动器的致动器控制电路和方法
US10567637B2 (en) Methods and apparatus for autofocus
US11792545B2 (en) Electronic circuit for compensating a voltage level against a variation of temperature, and an image sensor including the same
US20160065854A1 (en) Offset cancellation apparatus and voice coil motor driver including the same
US10616466B2 (en) Methods and apparatus for actuator control
US20050219876A1 (en) Closed-loop high voltage booster
JPWO2009096192A1 (ja) バッファ回路及びそれを備えたイメージセンサチップ並びに撮像装置
US20180176491A1 (en) Image pickup device
KR20150106734A (ko) 모바일 장치용 카메라 모듈의 액추에이터 구동 장치
US20160198073A1 (en) Driving circuit and photographic module using the same
KR102179960B1 (ko) Vcm의 코일저항을 측정하는 방법 및 이를 위한 vcm 구동장치
US20160323529A1 (en) Signal readout circuit, imaging apparatus, and imaging system
US20160043680A1 (en) Driving circuit for voice coil motor
US9897483B2 (en) Photoelectric conversion apparatus, focus detection apparatus, and image capturing system
US20180255230A1 (en) Actuator driver, image pickup apparatus, and electronic device
JP2006079471A (ja) 電流制御回路,半導体装置及び撮像装置
CN116249024A (zh) 一种像素读出电路及图像传感器
JP2005100345A (ja) 電流制御回路,半導体装置及び撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination