CN111835356A - 斜坡发生器、模拟数字转换器和产生斜坡信号的控制方法 - Google Patents

斜坡发生器、模拟数字转换器和产生斜坡信号的控制方法 Download PDF

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CN111835356A CN201910315004.1A CN201910315004A CN111835356A CN 111835356 A CN111835356 A CN 111835356A CN 201910315004 A CN201910315004 A CN 201910315004A CN 111835356 A CN111835356 A CN 111835356A
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Abstract

本公开涉及一种斜坡发生器、模拟数字转换器和产生斜坡信号的控制方法，涉及信号控制领域，该斜坡发生器包括：电流源、信号发生器和控制器，电流源的输出端与信号发生器的输入端连接，信号发生器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与电流源的输入端连接，信号发生器用于根据电流源输出的电流产生斜坡信号，控制器用于根据斜坡信号调节反馈电压，调节后的反馈电压施加在电流源上，电流源用于根据调节后的反馈电压控制电流源输出的电流。能够调节斜坡发生器产生的斜坡信号，提高斜坡信号的稳定性。

Description

斜坡发生器、模拟数字转换器和产生斜坡信号的控制方法
技术领域
本公开涉及信号控制领域，具体地，涉及一种斜坡发生器、模拟数字转换器和产生斜坡信号的控制方法。
背景技术
图像传感器作为图像采集系统的核心，通常会采用CMOS(英文：ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，中文：互补金属氧化物半导体)图像传感器，CMOS图像传感器具有低功耗、动态范围大、体积小和成本低等优势，广泛应用于数码相机、扫描仪、摄像头等领域。其中，CMOS图像传感器中的ADC(英文：Analog-to-Digital Converter，中文：模拟数字转换器)决定了处理数据的速度和精度。CMOS图像传感器中的ADC通常包括有斜坡信号发生器，在现有技术中，斜坡信号发生器输出的斜坡信号通常是不可调的，而斜坡信号发生器的工艺或者所处外部环境可能会发生变化，因此会导致输出的斜坡信号不稳定，从而降低了ADC的处理精度。
发明内容
本公开的目的是提供一种斜坡发生器、模拟数字转换器和产生斜坡信号的控制方法，用以解决现有技术中斜坡信号发生器输出的斜坡信号不稳定的问题。
为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种斜坡发生器，所述斜坡发生器包括：电流源、信号发生器和控制器，所述电流源的输出端与所述信号发生器的输入端连接，所述信号发生器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述电流源的输入端连接；
所述信号发生器用于根据所述电流源输出的电流产生斜坡信号；
所述控制器用于根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源上；
所述电流源用于根据所述调节后的反馈电压控制所述电流源输出的电流。
可选地，所述控制器包括差分积分器，所述差分积分器包括差分模块和积分器；所述差分模块的输出端与所述积分器的输入端连接，所述积分器的输出端与所述电流源的输入端连接，所述差分模块的输入端与所述信号发生器的输出端连接；
所述差分模块用于将所述信号发生器的输出电压与第一电压进行差分处理，并将获得的差分电压输入至所述积分器，所述信号发生器的输出电压包括初始电压为复位电压，通过预设时长输出的所述斜坡信号的电压值；
所述积分器用于将所述差分电压进行积分处理，以获得所述反馈电压。
可选地，所述差分模块至少包括以下任意一项：电阻，或者电容；
所述积分器至少包括以下任意一项：
单端一阶有源数字积分器、单端一阶有源模拟积分器、单端一阶无源数字积分器、单端一阶无源模拟积分器、单端多阶有源数字积分器、单端多阶有源模拟积分器、单端多阶无源数字积分器、单端多阶无源模拟积分器、多端一阶有源数字积分器、多端一阶有源模拟积分器、多端一阶无源数字积分器、多端一阶无源模拟积分器、多端多阶有源数字积分器、多端多阶有源模拟积分器、多端多阶无源数字积分器、多端多阶无源模拟积分器。
可选地，所述积分器为所述单端一阶有源模拟积分器，所述单端一阶有源模拟积分器包括：第二运算放大器、第二电容、第四电容和第五开关；
所述第二电容的第一端作为所述控制器的输入端，所述第二电容的第二端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端与所述参考电压连接，所述第二运算放大器的输出端作为所述控制器的输出端，所述第五开关的第一端与所述第一电压连接，所述第五开关的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第四电容的第一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第四电容的第二端与所述第二运算放大器的输出端连接。
可选地，所述单端一阶有源模拟积分器还包括：第三电容和第十开关；
所述第三电容的第一端与所述第二电容的第二端连接，所述第三电容的第二端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第十开关设置在所述第三电容的第一端与所述参考电压之间；
所述单端一阶有源模拟积分器还包括：第六开关、第七开关、第八开关、第九开关和第十一开关；
所述第八开关的第二端与所述第四电容的第二端连接，所述第八开关的第一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第七开关设置在所述第二运算放大器的反相输入端与所述第二运算放大器的输出端之间，所述第九开关设置在所述第四电容的第二端与所述参考电压之间；所述第六开关设置在所述第四电容的第一端与所述第二运算放大器的反相输入端之间，所述第十一开关设置在所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端之间。
可选地，所述信号发生器至少包括以下任意一项：
一阶有源数字发生器、一阶有源模拟发生器、一阶无源数字发生器、一阶无源模拟发生器、多阶有源数字发生器、多阶有源模拟发生器、多阶无源数字发生器、多阶无源模拟发生器。
可选地，所述电流源至少包括以下任意一项：场效应管、镜像电流源、电阻。
可选地，所述信号发生器为所述一阶有源模拟发生器，所述一阶有源模拟发生器包括：第一运算放大器、第一电容、连接开关和第一开关；
所述电流源的输出端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端与参考电压连接，所述第一电容的第一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一电容的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述连接开关的第一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述连接开关的第二端作为所述信号发生器的输出端与所述控制器连接，所述第一运算放大器的输出端作为所述斜坡发生器的输出端；
所述一阶有源模拟发生器还包括：第二开关、第三开关和第四开关；
所述第四开关的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第四开关的第二端与复位电压连接，所述第三开关的第一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第三开关的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第二开关设置在所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端之间。
可选地，所述场效应管还包括：第十二开关；
所述场效应管的栅极作为所述电流源的输入端，所述场效应管的源极与电源连接，所述场效应管的漏极作为所述电流源的输出端，所述第十二开关设置在所述场效应管的漏极与所述参考电压之间。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种模拟数字转换器，应用于图像传感器，所述模拟数字转换器包括本公开实施例的第一方面所述的斜坡发生器、比较器、锁存器、寄存器和计数器；
所述斜坡发生器的输出端与所述比较器的第一输入端连接，所述比较器的第二输入端用于接收像素信号，所述比较器的输出端与所述锁存器的输入端连接，所述锁存器的输出端与所述寄存器的第一输入端连接，所述计数器的输出端与所述寄存器的第二输入端连接，所述寄存器的输出端作为所述模拟数字转换器的输出端。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种产生斜坡信号的控制方法，应用于本公开实施例的第一方面所述的斜坡发生器，所述方法包括：
通过所述信号发生器根据所述电流源输出的电流产生斜坡信号，并将所述斜坡信号输出给所述控制器；
通过所述控制器根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源上；
所述电流源根据所述调节后的反馈电压控制所述电流源输出的电流。
可选地，所述控制器包括差分积分器，所述差分积分器包括差分模块和积分器；所述差分模块的输出端与所述积分器的输入端连接，所述积分器的输出端与所述电流源的输入端连接，所述差分模块的输入端与所述信号发生器的输出端连接；
所述通过所述控制器根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源上，包括：
通过所述差分模块将所述信号发生器的输出电压与第一电压进行差分处理，并将获得的差分电压输入至所述积分器，所述信号发生器的输出电压包括初始电压为复位电压，通过预设时长输出的所述斜坡信号的电压值；
通过所述积分器将所述差分电压进行积分处理，以获得所述反馈电压。
可选地，所述差分模块至少包括以下任意一项：电阻，或者电容；
所述积分器至少包括以下任意一项：
单端一阶有源数字积分器、单端一阶有源模拟积分器、单端一阶无源数字积分器、单端一阶无源模拟积分器、单端多阶有源数字积分器、单端多阶有源模拟积分器、单端多阶无源数字积分器、单端多阶无源模拟积分器、多端一阶有源数字积分器、多端一阶有源模拟积分器、多端一阶无源数字积分器、多端一阶无源模拟积分器、多端多阶有源数字积分器、多端多阶有源模拟积分器、多端多阶无源数字积分器、多端多阶无源模拟积分器；
所述信号发生器至少包括以下任意一项：
一阶有源数字发生器、一阶有源模拟发生器、一阶无源数字发生器、一阶无源模拟发生器、多阶有源数字发生器、多阶有源模拟发生器、多阶无源数字发生器、多阶无源模拟发生器；
所述电流源至少包括以下任意一项：场效应管、镜像电流源、电阻。
可选地，所述信号发生器为所述一阶有源模拟发生器，所述一阶有源模拟发生器包括：第一运算放大器、第一电容、连接开关和第一开关；
所述电流源的输出端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端与参考电压(Vref)连接，所述第一电容的第一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一电容的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述连接开关的第一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述连接开关的第二端作为所述信号发生器的输出端与所述控制器连接，所述第一运算放大器的输出端作为所述斜坡发生器的输出端；
所述积分器为所述单端一阶有源模拟积分器，所述单端一阶有源模拟积分器包括：第二运算放大器、第二电容、第四电容、第五开关；
所述第二电容的第一端作为所述控制器的输入端，所述第二电容的第二端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端与所述参考电压连接，所述第二运算放大器的输出端作为所述控制器的输出端，所述第五开关的第一端与所述第一电压连接，所述第五开关的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第四电容的第一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第四电容的第二端与所述第二运算放大器的输出端连接；
所述通过所述信号发生器根据所述电流源输出的电流产生斜坡信号，并将所述斜坡信号输出给所述控制器，包括：
在所述第一电容、所述第二电容和所述第四电容完成充电，所述第一运算放大器的输出电压为所述复位电压，且所述第二运算放大器的输出电压为所述参考电压时，控制所述第一开关和所述第五开关闭合，控制所述连接开关断开，以使所述信号发生器输出斜坡信号；
所述通过所述控制器根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源上，包括：
在经过第一预设时长之后，控制所述连接开关闭合，控制所述第一开关和所述第五开关断开，以使所述控制器根据所述斜坡信号的电压值与所述第一电压，控制所述反馈电压，所述反馈电压用于控制所述电流源输出的电流；
在经过第二预设时长之后，重复执行所述控制所述第一开关和所述第五开关闭合，控制所述连接开关断开，以使所述信号发生器输出斜坡信号，至所述在经过第一预设时长之后，控制所述连接开关闭合，控制所述第一开关和所述第五开关断开的步骤，直至满足预设条件。
可选地，所述在经过第一预设时长之后，控制所述连接开关闭合，控制所述第一开关和所述第五开关断开，以使所述控制器根据所述斜坡信号的电压值与所述第一电压，控制所述反馈电压，包括：
在经过第一预设时长之后，控制所述连接开关闭合，控制所述第一开关和所述第五开关断开，以使所述控制器在所述斜坡信号的末态电压值大于所述第一电压时，减小所述反馈电压，在所述斜坡信号的末态电压值小于所述第一电压时，增大所述反馈电压。
可选地，所述一阶有源模拟发生器还包括：第二开关、第三开关和第四开关；
所述第四开关的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第四开关的第二端与复位电压连接，所述第三开关的第一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第三开关的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第二开关设置在所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端之间；
所述单端一阶有源模拟积分器还包括：第七开关、第八开关和第九开关；
所述第八开关的第二端与所述第四电容的第二端连接，所述第八开关的第一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第七开关设置在所述第二运算放大器的反相输入端与所述第二运算放大器的输出端之间，第九开关设置在所述第四电容的第二端与所述参考电压之间；
所述通过所述信号发生器根据所述电流源输出的电流产生斜坡信号，并将所述斜坡信号输出给所述控制器，包括：
控制所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第七开关、所述第九开关闭合，控制所述连接开关、所述第一开关、所述第三开关、所述第八开关断开，以使所述复位电压为所述第一电容充电，所述参考电压为所述第四电容充电；
在所述第一电容、所述第二电容和所述第四电容完成充电后，控制所述第三开关、所述第五开关和所述第八开关闭合，控制所述连接开关、所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第七开关和所述第九开关断开，以使所述第一运算放大器的输出电压为所述复位电压，且所述第二运算放大器的输出电压为所述参考电压；
控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关和所述第八开关闭合，控制所述连接开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第七开关和所述第九开关断开，以使所述信号发生器输出斜坡信号；
所述通过所述控制器根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源上，包括：
在经过第一预设时长之后，控制所述连接开关、所述第三开关和所述第八开关闭合，控制所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第七开关和所述第九开关断开，以使所述控制器根据所述斜坡信号的电压值与所述第一电压，控制所述反馈电压；
在经过第二预设时长之后，重复执行所述控制所述连接开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第七开关和所述第九开关断开，至所述在经过第一预设时长之后，控制所述连接开关、所述第三开关和所述第八开关闭合，控制所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第七开关和所述第九开关断开的步骤，直至满足所述预设条件。
可选地，所述预设条件为所述斜坡信号的电压值等于所述第一电压；或，
重复执行所述控制所述连接开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第七开关和所述第九开关断开，至所述在经过第一预设时长之后，控制所述连接开关、所述第三开关和所述第八开关闭合，控制所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第七开关和所述第九开关断开的步骤的次数等于预设值。
可选地，所述场效应管还包括：第十二开关；
所述场效应管的栅极作为所述电流源的输入端，所述场效应管的源极与电源连接，所述场效应管的漏极作为所述电流源的输出端，所述第十二开关设置在所述场效应管的漏极与所述参考电压之间；
所述控制所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第七开关、所述第九开关闭合，控制所述连接开关、所述第一开关、所述第三开关、所述第八开关断开，还包括：
控制所述第十二开关闭合；
所述控制所述第三开关所述第五开关和所述第八开关闭合，控制所述连接开关、所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第七开关和所述第九开关断开，还包括：
控制所述第十二开关闭合；
所述控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关和所述第八开关闭合，控制所述连接开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第七开关和所述第九开关断开，还包括：
控制所述第十二开关断开；
所述控制所述连接开关、所述第三开关和所述第八开关闭合，控制所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第七开关和所述第九开关断开，还包括：
控制所述第十二开关闭合。
可选地，所述单端一阶有源模拟积分器还包括：第三电容、第六开关、第十开关和第十一开关；
所述第三电容的第一端与所述第二电容的第二端连接，所述第三电容的第二端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第六开关设置在所述第四电容的第一端与所述第二运算放大器的反相输入端之间，所述第十开关设置在所述第三电容的第一端与所述参考电压之间，所述第十一开关设置在所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端之间；
所述控制所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第七开关、所述第九开关闭合，控制所述连接开关、所述第一开关、所述第三开关、所述第八开关断开，还包括：
控制所述第十开关和所述第十一开关闭合，控制所述第六开关断开；
所述在所述第一电容和所述第四电容完成充电后，控制所述第三开关、所述第五开关和所述第八开关闭合，控制所述连接开关、所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第七开关和所述第九开关断开，还包括：
控制所述第十开关和所述第十一开关闭合，控制所述第六开关断开；
所述控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关和所述第八开关闭合，控制所述连接开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第七开关和所述第九开关断开，还包括：
控制所述第十开关和所述第十一开关闭合，控制所述第六开关断开；
所述控制所述连接开关、所述第三开关和所述第八开关闭合，控制所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第七开关和所述第九开关断开，还包括：
控制所述第十开关和所述第十一开关断开，控制所述第六开关闭合。
通过上述技术方案，本公开所提供的斜坡发生器包括电流源、信号发生器和控制器，其中，电流源的输出端与信号发生器的输入端连接，信号发生器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与电流源的输入端连接。信号发生器能够根据电流源输出的电流产生斜坡信号，控制器根据信号发生器产生的斜坡信号来调节施加在电流源上的反馈电压，电流源根据调节后的反馈电压来控制电流源输出的电流，能够调节斜坡发生器产生斜坡信号，提高斜坡信号的稳定性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种斜坡发生器的框图；
图2a是根据一示例性实施例示出的一种斜坡发生器的电路图；
图2b是根据图2a示出的斜坡发生器的一种状态的示意图；
图2c是根据图2a示出的斜坡发生器的另一种状态的示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的另一种斜坡发生器的电路图；
图4是根据一示例性实施例示出的另一种斜坡发生器的电路图；
图5a是根据一示例性实施例示出的另一种斜坡发生器的电路图；
图5b是根据图5a示出的斜坡发生器的一种状态的示意图；
图5c是根据图5a示出的斜坡发生器的另一种状态的示意图；
图5d是根据图5a示出的斜坡发生器的另一种状态的示意图；
图5e是根据图5a示出的斜坡发生器的另一种状态的示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种模拟数字转换器的框图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种产生斜坡信号的控制方法的流程图。
附图标记说明
电流源 101 信号发生器 102
控制器 103 第一运算放大器 U1
第二运算放大器 U2 场效应管 M1
第一电容 C1 第二电容 C2
第三电容 C3 第四电容 C4
连接开关 S0 第一开关 S1
第二开关 S2 第三开关 S3
第四开关 S4 第五开关 S5
第六开关 S6 第七开关 S7
第八开关 S8 第九开关 S9
第十开关 S10 第十一开关 S11
第十二开关 S12 参考电压 Vref
复位电压 V_H 第一电压 V_L
电源 VDD 斜坡发生器 100
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种斜坡发生器的框图，如图1所示，该斜坡发生器100包括：电流源101、信号发生器102和控制器103，电流源101的输出端与信号发生器102的输入端连接，信号发生器102的输出端与控制器103的输入端连接，控制器103的输出端与电流源101的输入端连接。
信号发生器102用于根据电流源101输出的电流产生斜坡信号。
控制器103用于根据斜坡信号调节反馈电压，调节后的反馈电压施加在电流源101上。
电流源101用于根据调节后的反馈电压控制电流源101输出的电流。
举例来说，电流源101为信号发生器102提供电流，信号发生器102根据电流源101输出的电流产生斜坡信号，斜坡信号作为控制器103的输入，控制器103能够根据斜坡信号的电压大小调节反馈电压的大小，控制器103将调节后的反馈电压输出至电流源101(即调节后的反馈电压施加在电流源101上)，电流源101根据调节后的反馈电压的电压大小为信号发生器102提供电流，从而形成电流源101—信号发生器102—控制器103—电流源101的闭环反馈控制，以调节斜坡发生器100输出的斜坡信号，从而提高斜坡信号的稳定性。例如，可以在电流源101、信号发生器102和控制器103之间设置多个开关(例如可以是高速MOS开关)，首先控制电流源101与信号发生器102之间断开，控制信号发生器102和控制器103分别进行充电，当信号发生器102和控制器103完成充电后，再控制电流源101与信号发生器102连接，同时控制信号发生器102进行放电，以产生斜坡信号，根据斜坡信号的电压与控制器103放电产生的电压之间的关系，来调节控制器103生成的反馈电压，最后根据调节后的反馈电压来调整电流源101输出的电流。其中，控制器103可以包括积分器，积分器的输出端与电流源101的输入端连接，积分器的输入端与信号发生器102的输出端连接。
其中，控制器103可以包括差分积分器，差分积分器包括差分模块和积分器。差分模块的输入端作为控制器103的输入端与信号发生器102的输出端连接，差分模块的输出端与积分器的输入端连接，积分器的输出端作为控制器103的输出端与电流源101的输入端连接。
差分模块用于将信号发生器102的输出电压与第一电压V_L进行差分处理，以获得差分模块输出的差分电压。差分模块再将获得的差分电压输入至积分器，信号发生器102的输出电压包括初始电压为复位电压V_H，通过预设时长输出的斜坡信号的电压值。积分器用于将差分电压进行积分处理，以获得反馈电压。
其中，第一电压V_L是加载在信号发生器102上的初始电压为复位电压V_H时，通过预设时长输出的斜坡信号的理想电压值，即可以理解为第一电压V_L是信号发生器102输出的斜坡信号的最低电压。
在上述实施例的基础上，差分模块至少包括以下任意一项：电阻，或者电容。
积分器至少包括以下任意一项：
单端一阶有源数字积分器、单端一阶有源模拟积分器、单端一阶无源数字积分器、单端一阶无源模拟积分器、单端多阶有源数字积分器、单端多阶有源模拟积分器、单端多阶无源数字积分器、单端多阶无源模拟积分器、多端一阶有源数字积分器、多端一阶有源模拟积分器、多端一阶无源数字积分器、多端一阶无源模拟积分器、多端多阶有源数字积分器、多端多阶有源模拟积分器、多端多阶无源数字积分器、多端多阶无源模拟积分器。
具体的，本实施例中的积分器可以采用上述不同种类积分器中的任意一种，具体可以根据本领域技术人员根据实际要求进行选择。
举例来讲，上述积分器中包括单端的积分器是指该积分器的输入端为唯一的一个端口。
多端的积分器是指该积分器的输入端至少包括两个端口。
上述积分器中包括的模拟积分器是对信号进行连续积分的积分器。数字积分器是根据采样定理对信号直接采样后，利用数值方法对采样信号进行积分的积分器。
上述积分器中包括有源的积分器是指该积分器包括需要连接电源的积分器；无源的积分器是指该积分器包括不需要连接电源的积分器。
上述积分器中对于一阶或多阶的划分，可以按照本领域技术人员的惯用方法进行划分，例如，几阶电路包括几个储能元件，也就是说，一阶电路包括一个储能元件，二阶电路里有两个储能元件，其中，储能元件可以是电感，也可以是电容。
举例来讲，单端一阶有源数字积分器包括具有唯一输入端口的，对采样信号进行积分的一阶积分器，并且该积分器至少包括一个需要连接电源的器件。
单端一阶有源模拟积分器包括具有唯一输入端口的，对信号进行连续积分的一阶积分器，并且该积分器至少包括一个需要连接电源的器件。
单端一阶无源数字积分器包括具有唯一输入端口的，对采样信号进行积分的一阶积分器，并且该积分器至少包括一个不需要连接电源的器件。
单端一阶无源模拟积分器包括具有唯一输入端口的，对信号进行连续积分的一阶积分器，并且该积分器至少包括一个不需要连接电源的器件。
单端多阶有源数字积分器包括具有唯一输入端口的，对信号进行连续积分的多阶积分器，并且该积分器至少包括一个需要连接电源的器件。
单端多阶有源模拟积分器包括具有唯一输入端口的，对信号进行连续积分的多阶积分器，并且该积分器至少包括一个需要连接电源的器件。
单端多阶无源数字积分器具有唯一输入端口的，对采样信号进行积分的多阶积分器，并且该积分器至少包括一个不需要连接电源的器件。
单端多阶无源模拟积分器包括具有唯一输入端口的，对信号进行连续积分的多阶积分器，并且该积分器至少包括一个不需要连接电源的器件。
多端一阶有源模拟积分器包括具有至少两个输入端口的，对信号进行连续积分的一阶积分器，并且该积分器至少包括一个需要连接电源的器件。
多端一阶无源数字积分器包括具有至少两个输入端口的，对采样信号进行积分的一阶积分器，并且该积分器至少包括一个不需要连接电源的器件。
多端一阶无源模拟积分器包括具有至少两个输入端口的，对信号进行连续积分的一阶积分器，并且该积分器至少包括一个不需要连接电源的器件。
多端多阶有源数字积分器包括具有至少两个输入端口的，对信号进行连续积分的多阶积分器，并且该积分器至少包括一个需要连接电源的器件。
多端多阶有源模拟积分器包括具有至少两个输入端口的，对信号进行连续积分的多阶积分器，并且该积分器至少包括一个需要连接电源的器件。
多端多阶无源数字积分器具有至少两个输入端口的，对采样信号进行积分的多阶积分器，并且该积分器至少包括一个不需要连接电源的器件。
多端多阶无源模拟积分器包括具有至少两个输入端口的，对信号进行连续积分的多阶积分器，并且该积分器至少包括一个不需要连接电源的器件。
进一步的，在本公开提供的斜坡发生器中，信号发生器102至少可以包括以下一种发生器：
一阶有源数字发生器、一阶有源模拟发生器、一阶无源数字发生器、一阶无源模拟发生器、多阶有源数字发生器、多阶有源模拟发生器、多阶无源数字发生器、多阶无源模拟发生器。
具体的，本实施例中的发生器可以采用上述不同种类发生器中的任意一种，具体可以根据本领域技术人员根据实际要求进行选择。
举例来讲，上述发生器中包括模拟发生器是对连续信号进行处理的发生器；数字发生器是根据采样定理对信号直接采样后，利用数值方法对采样信号进行处理的发生器。
上述发生器中包括有源的发生器是指该发生器包括需要连接电源的发生器；无源的发生器是指该发生器包括不需要连接电源的发生器。
上述发生器中对于一阶或多阶的划分，可以按照本领域技术人员的惯用方法进行划分，例如，几阶电路包括几个储能元件，也就是说，一阶电路包括一个储能元件，二阶电路里有两个储能元件，其中，储能元件可以是电感，也可以是电容。
一阶有源模拟发生器包括具有对连续信号进行处理的一阶发生器，并且该发生器中至少包括一个需要连接电源的器件。
一阶有源数字发生器包括具有对采样信号进行处理的一阶发生器，并且该发生器至少包括一个需要连接电源的器件。
一阶无源数字发生器包括具有对采样信号进行处理的一阶发生器，并且该发生器至少包括一个不需要连接电源的器件。
一阶无源模拟发生器包括具有对连续信号进行处理的一阶发生器，并且该发生器中至少包括一个不需要连接电源的器件。
多阶有源数字发生器包括具有对采样信号进行处理的多阶发生器，并且该发生器至少包括一个需要连接电源的器件。
多阶有源模拟发生器包括具有对连续信号进行处理的多阶发生器，并且该发生器中至少包括一个需要连接电源的器件。
多阶无源数字发生器包括具有对采样信号进行处理的多阶发生器，并且该发生器至少包括一个不需要连接电源的器件。
多阶无源模拟发生器包括具有对连续信号进行处理的多阶发生器，并且该发生器中至少包括一个不需要连接电源的器件。进一步的，在上述实施例的基础上，电流源101可以实现电压转电流功能的器件或电路均可，举例来讲，电流源101至少可以包括以下任意一项：
场效应管M1、镜像电流源、电阻。
图2a是根据一示例性实施例示出的一种斜坡发生器的电路图，如图2a所示，信号发生器102为一阶有源模拟发生器，该一阶有源模拟发生器可以包括：第一运算放大器U1、第一电容C1、连接开关S0和第一开关S1。
电流源101的输出端与第一开关S1的第一端连接，第一开关S1的第二端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，第一运算放大器U1的同相输入端与参考电压Vref连接，第一电容C1的第一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，第一电容C1的第二端与第一运算放大器U1的输出端连接，连接开关S0的第一端与第一运算放大器U1的输出端连接，连接开关S0的第二端作为信号发生器102的输出端与控制器103连接，第一运算放大器U1的输出端作为斜坡发生器100的输出端。
控制器103的积分器为单端一阶有源模拟积分器，单端一阶有源模拟积分器包括：第二运算放大器U2、第二电容C2、第四电容C4、第五开关S5。
第二电容C2的第一端作为控制器103的输入端，第二电容C2的第二端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第二运算放大器U2的同相输入端与参考电压Vref连接，第二运算放大器U2的输出端作为控制器103的输出端，第五开关S5的第一端与第一电压V_L连接，第五开关S5的第二端与第二电容C2的第一端连接，第四电容C4的第一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第四电容C4的第二端与第二运算放大器U2的输出端连接。
举例来说，电流源101与信号发生器102之间设置有第一开关S1，信号发生器102与控制器103之间设置有连接开关S0，电流源的漏极与参考电压Vref之间设置有第十二开关S12，第二电容C2的第一端与参考电压Vref之间设置有第五开关S5。控制器103可以作为一个积分器，由第二运算放大器U2、第二电容C2和第四电容C4组成。可以通过以下步骤来产生稳定的斜坡信号：
步骤1)，可以预先为第一电容C1、第二电容C2和第四电容C4充电，并在第一电容C1、第二电容C2和第四电容C4完成充电后，使第一运算放大器U1的输出电压为复位电压V_H，且第二运算放大器U2的输出电压为参考电压Vref。再控制第一开关S1和第五开关S5闭合，控制连接开关S0断开，以使信号发生器102输出斜坡信号。其中复位电压V_H为第一电容C1的充电电压，复位电压V_H大于第一电压V_L。此时，斜坡发生器100的状态如图2b所示。
步骤2)，在经过第一预设时长之后，控制连接开关S0闭合，控制第一开关S1和第五开关S5断开，以使控制器103根据斜坡信号输出的电压值与第一电压V_L，控制反馈电压，反馈电压用于控制电流源101输出的电流。其中，第一电压V_L小于复位电压V_H，此时，斜坡发生器100的状态如图2c所示。
在经过第二预设时长之后，重复执行步骤1)至步骤2)，直至满足预设条件。
示例的，当斜坡信号的末态电压值大于第一电压V_L，根据电荷守恒原理，第二电容C2上的电荷向第一运算放大器U1一侧转移，从而控制反馈电压减小，以使电流源101输出的电流增大，从而达到降低斜坡信号的电压值的目的。当斜坡信号的末态电压值小于第一电压V_L，根据电荷守恒原理，第二电容C2上的电荷向第二运算放大器U2一侧转移，从而控制反馈电压增大，以使电流源101输出的电流减小，从而达到提高斜坡信号的电压值的目的。需要说明的是，斜坡信号的末态电压值为斜坡信号的电压值由高到低变化过程中的最后状态对应的电压值(即电压值由高到低变化过程中最低的电压值)。其中，预设条件例如可以是：重复执行步骤1)至步骤2)，直至斜坡信号的末态电压值等于第一电压V_L，此时斜坡发生器100停留在如图2b所示的状态，由信号发生器102输出稳定的斜坡信号。或者，按照预设的次数重复执行步骤1)至步骤2)，例如可以重复执行4次步骤1)至步骤2)，使斜坡发生器100停留在如图2b所示的状态，由信号发生器102输出稳定的斜坡信号。
图3是根据一示例性实施例示出的另一种斜坡发生器的电路图，如图3所示，单端一阶有源模拟积分器还包括：第三电容C3、第六开关S6、第七开关S7、第八开关S8和第九开关S9、第十开关S10和第十一开关S11。
第三电容C3的第一端与第二电容C2的第二端连接，第三电容C3的第二端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第六开关S6设置在第四电容C4的第一端与第二运算放大器U2的反相输入端之间，第十开关S10设置在第三电容C3的第一端与参考电压Vref之间，第十一开关S11设置在第三电容C3的第二端与第四电容C4的第一端之间。其中，在第二电容C2与第二运算放大器U2的反相输入端之间设置第三电容C3能够减少因为电容失配导致斜坡信号不稳定的影响。
第八开关S8的第二端与第四电容C4的第二端连接，第八开关S8的第一端与第二运算放大器U2的输出端连接，第七开关S7设置在第二运算放大器U2的反相输入端与第二运算放大器U2的输出端之间，第九开关S9设置在第四电容C4的第二端与参考电压Vref之间。其中，在第二电容C2与第二运算放大器U2的反相输入端之间设置第三电容C3能够减少因为电容失配导致斜坡信号不稳定的影响。
图4是根据一示例性实施例示出的另一种斜坡发生器的电路图，如图4所示，一阶有源模拟发生器还可以包括：第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4。
第四开关S4的第一端与第一电容C1的第二端连接，第四开关S4的第二端与复位电压V_H连接，第三开关S3的第一端与第一运算放大器U1的输出端连接，第三开关S3的第二端与第一电容C1的第二端连接，第二开关S2设置在第一运算放大器U1的反相输入端与第一运算放大器U1的输出端之间。
图5a是根据一示例性实施例示出的另一种斜坡发生器的电路图，如图5a所示，电流源101的场效应管M1可以包括：第十二开关S12。
场效应管M1的栅极作为电流源101的输入端，场效应管M1的源极与电源VDD连接，场效应管M1的漏极作为电流源101的输出端，第十二开关S12设置在场效应管M1的漏极与参考电压Vref之间。
示例的，在执行步骤1)时，可以控制第十二开关S12断开，执行步骤2)时，可以控制第十二开关S12闭合。
以图5a所示的斜坡发生器来举例，具体说明斜坡发生器产生斜坡信号的步骤，可以包括：
步骤11)，在斜坡发生器100的工作初期，先对第一电容C1、第二电容C2和第四电容C4进行充电。此时控制第二开关S2、第四开关S4、第五开关S5、第七开关S7、第九开关S9、第十开关S10、第十一开关S11、第十二开关S12闭合，控制连接开关S0、第一开关S1、第三开关S3、第六开关S6、第八开关S8断开，以使复位电压V_H为第一电容C1充电，参考电压Vref为第四电容C4充电，其中，第一电压V_L小于复位电压V_H。此时，斜坡发生器100的状态如图5b所示。
此时，第一电容C1被充电至复位电压V_H，第四电容C4被充电至参考电压Vref，斜坡发生器100输出的斜坡信号(即第一运算放大器U1输出的斜坡信号)的电压为
Figure BDA0002032796620000181
其中A1表示第一运算放大器U1的增益。当A1足够大时，Vramp1＝Vref，此时第一电容C1上的电荷量Q1＝(Vref-V_H)*C1，其中C1表示第一电容C1的电容值。那么控制器103中第二运算放大器U2输出的反馈电压
Figure BDA0002032796620000182
其中，其中A2表示第二运算放大器U2的增益，Vos表示第二运算放大器U2的失调电压。同样的，当A2足够大时，Vfb＝(Vref-Vos)。因此在图5b所示的状态下，第二电容C2上的电荷量Q2＝(V_L-Vref)*C2、第三电容C3上的电荷量Q3＝-Vos*C3、第四电容C4上的电荷量Q4＝Vos*C4，其中，C2表示第二电容C2的电容值，其中C3表示第三电容C3的电容值，其中C4表示第四电容C4的电容值。其中，在第二电容C2与第二运算放大器U2的反相输入端之间设置第三电容C3能够减少因为电容失配导致斜坡信号不稳定的影响。
步骤12)，在第一电容C1、第二电容C2和第四电容C4完成充电后，控制第三开关S3、第五开关S5和第八开关S8、第十开关S10、第十一开关S11、第十二开关S12闭合，控制连接开关S0、第一开关S1、第二开关S2、第四开关S4、第六开关S6、第七开关S7和第九开关S9断开，以使第一运算放大器U1的输出电压为复位电压V_H，且第二运算放大器U2的输出电压为参考电压Vref。此时，斜坡发生器100的状态如图5c所示。
此时，第一电容C1、第二电容C2和第四电容C4已经完成充电，斜坡发生器100在图5c所示的状态下输出的斜坡信号的电压为Vramp2，控制器103在图5c所示的状态下输出的反馈电压为Vfb2。此时，第一电容C1上的电荷量为Q1＝(Vref-Vramp2)*C1，根据电荷守恒定律可以得到(Vref-Vramp2)*C1＝(Vref-V_H)*C1，那么可以确定Vramp2＝V_H。第二电容C2上的电荷量不变，第三电容C3上的电荷量不变，而第四电容C4上的电荷量为Q4＝(Vfb2-Vos-Vref)*C4，根据电荷守恒定律可以得到(Vfb2-Vos-Vref)*C4＝Vos*C4，那么可以确定Vfb2＝Vref。即，图5c所示的状态下第一运算放大器U1的输出电压为复位电压V_H，第二运算放大器U2的输出电压为参考电压Vref。
步骤13)，控制第一开关S1、第三开关S3、第五开关S5、第八开关S8、第十开关S10和第十一开关S11闭合，控制连接开关S0、第二开关S2、第四开关S4、第六开关S6、第七开关S7、第九开关S9和第十二开关S12断开，以使信号发生器102输出斜坡信号。此时，斜坡发生器100的状态如图5d所示。
此时，斜坡发生器100在图5d所示的状态下输出的斜坡信号的电压为Vramp3，控制器103在图5d所示的状态下输出的反馈电压为Vfb3。此时，信号发生器102开始产生斜坡信号，场效应管M1产生的电荷
Figure BDA0002032796620000191
其中i表示场效应管M1中产生的电流，t1表示场效应管M1产生电荷的起始时间，t2表示场效应管M1产生电荷的结束时间。第一电容C1上的电荷量Q1＝(Vref-Vramp3)*C1，根据电荷守恒定律可以得到-∫i*dt+(Vref-Vramp3)*C1＝(Vref-V_H)*C1，那么可以得到
Figure BDA0002032796620000192
而此时Vfb3保持上一个状态不变(即Vfb3＝Vref)。因此在图5d所示的状态下，第二电容C2上的电荷量Q2＝(V_L-Vref)*C2、第三电容C3上的电荷量Q3＝-Vos*C3、第四电容C4上的电荷量Q4＝(Vfb3-Vref-Vos)*C4。
步骤21)，在经过第一预设时长之后，控制连接开关S0、第三开关S3、第六开关S6和、第八开关S8、第十二开关S12闭合，控制第一开关S1、第二开关S2、第四开关S4、第五开关S5、第七开关S7、第九开关S9、第十开关S10和第十一开关S11断开，以使控制器103根据斜坡信号的电压值与第一电压V_L，控制反馈电压。此时，斜坡发生器100的状态如图5e所示。
此时，在经过第一预设时长之后，斜坡发生器100在由图5d所示的状态向图5e所示的状态切换，连接开关S0闭合的时刻，第二电容C2的第一端的电压为第一电压V_L，而第一运算放大器U1输出的斜坡信号的电压为第一电容C1的第二端的电压，即复位电压V_H，由于复位电压V_H大于第一电压V_L，电荷从第二电容C2的第一端向第二电容C2的第二端的方向转移。
斜坡发生器100在图5e所示的状态下输出的斜坡信号的电压为Vramp4，控制器103在图5e所示的状态下输出的反馈电压为Vfb4。此时，第二电容C2上的电荷量Q2＝(Vramp4-Vref)*C2，第三电容C3上的电荷量Q3＝-Vos*C3，第四电容C4上的电荷量Q4＝(Vfb4-Vref)*C4，根据电荷守恒定律可以得到：
Figure BDA0002032796620000204
那么可以得到，
Figure BDA0002032796620000203
在理想状态下，斜坡信号的电压范围应为复位电压V_H到第一电压V_L，即斜坡信号的斜率应为
Figure BDA0002032796620000201
其中T表示斜坡信号产生的时间，ID表示电流源101产生的电流。当第一电容C1由于工艺或者所处外部环境产生变化，使得斜坡信号的电压没有下降到第一电压V_L时(即Vramp4与第一电压V_L不相等时)，根据
Figure BDA0002032796620000202
调节反馈电压，从而改变施加在电流源101上的电压，以使斜坡信号的电压达到第一电压V_L。当斜坡信号的电压值大于第一电压V_L时，Vfb4减小，以使电流源101输出的电流增大，从而达到降低斜坡信号的电压值的目的。在斜坡信号的电压值小于第一电压V_L时，Vfb4增大，以使电流源101输出的电流减小，从而达到提高斜坡信号的电压值的目的。
因此，可以在经过第二预设时长之后，重复执行步骤13)至步骤21)，直至斜坡信号的电压稳定在第一电压V_L。例如，可以设置一个预设值(例如可以是4)，重复执行步骤13)至步骤21)4次，使斜坡发生器100停留在如图5d所示的状态。或者，还可以一直监测斜坡信号的电压值，重复执行步骤1)至步骤2)，直至斜坡信号的电压值与第一电压V_L的差值小于预设的阈值，此时斜坡发生器100停留在如图5d所示的状态。
需要说明的是，上述实施例中，各个开关的控制可以通过时序模块来实现，例如，时序模块中可以包括多个计数器，每个计数器按照预设的周期对各个开关进行闭合、断开的控制。以步骤11)到步骤12)来举例：在斜坡发生器100工作的初始阶段，计时器开始计时，首先控制第二开关S2、第四开关S4、第五开关S5、第七开关S7、第九开关S9、第十开关S10、第十一开关S11、第十二开关S12闭合，控制连接开关S0、第一开关S1、第三开关S3、第六开关S6、第八开关S8断开。经过计时器计时到T1时刻，再控制第三开关S3、第五开关S5和第八开关S8、第十开关S10、第十一开关S11、第十二开关S12闭合，控制连接开关S0、第一开关S1、第二开关S2、第四开关S4、第六开关S6、第七开关S7和第九开关S9断开。
综上所述，本公开所提供的斜坡发生器包括电流源、信号发生器和控制器，其中，电流源的输出端与信号发生器的输入端连接，信号发生器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与电流源的输入端连接。信号发生器能够根据电流源输出的电流产生斜坡信号，控制器根据信号发生器产生的斜坡信号来调节施加在电流源上的反馈电压，电流源根据调节后的反馈电压来控制电流源输出的电流，能够调节斜坡发生器产生斜坡信号，提高斜坡信号的稳定性。
图6是根据一示例性实施例示出的一种模拟数字转换器的框图，如图6所示，模拟数字转换器包括：图1-图5a中所示的任一种斜坡发生器、比较器、锁存器、寄存器和计数器。
其中，斜坡发生器的输出端与比较器的第一输入端连接，比较器的第二输入端用于接收像素信号，比较器的输出端与锁存器的输入端连接，锁存器的输出端与寄存器的第一输入端连接，计数器的输出端与寄存器的第二输入端连接，寄存器的输出端作为模拟数字转换器的输出端。
举例来说，该模拟数字转换器例如可以是列级单斜ADC(英文：ColumnSingle-Slope ADC)。将模拟信号(即像素信号)转换为数字信号的过程可以是：比较器比较像素信号和斜坡发生器产生的斜坡信号，由于斜坡信号是低电平到高电平的台阶信号，因此开始时像素信号大于斜坡信号，比较器的输出为低电平。当某一时刻像素信号小于斜坡信号时，则比较器的输出由低电平变为高电平，即产生一个上升沿信号，将计数器在此上升沿信号产生时刻的计数值保存到寄存器中，保存的计数值即为像素信号对应的数字码(即数字信号)。
综上所述，本公开所提供的模拟数字转换器包括斜坡发生器、比较器、锁存器、寄存器和计数器，其中，斜坡发生器的输出端与比较器的第一输入端连接，比较器的第二输入端用于接收像素信号，比较器的输出端与锁存器的输入端连接，锁存器的输出端与寄存器的第一输入端连接，计数器的输出端与寄存器的第二输入端连接，寄存器的输出端作为模拟数字转换器的输出端。由于斜坡发生器能够调节斜坡发生器产生斜坡信号，提高斜坡信号的稳定性，从而提高了模拟数字转换器的处理精度。
图7是根据一示例性实施例示出的一种产生斜坡信号的控制方法的流程图，如图7所示，该方法应用于图1所示的斜坡发生器，包括以下步骤：
步骤201，通过信号发生器102根据电流源101输出的电流产生斜坡信号，并将斜坡信号输出给控制器103。
步骤202，通过控制器103根据斜坡信号调节反馈电压，调节后的反馈电压施加在电流源101上。
步骤203，电流源101根据调节后的反馈电压控制电流源101输出的电流。
可选地，控制器103包括差分积分器，差分积分器包括差分模块和积分器。差分模块的输出端与积分器的输入端连接，积分器的输出端与电流源101的输入端连接，差分模块的输入端与信号发生器102的输出端连接。
步骤202可以包括以下步骤：
通过差分模块将信号发生器102的输出电压与第一电压V_L进行差分处理，并将获得的差分电压输入至积分器，信号发生器102的输出电压包括初始电压为复位电压V_H，通过预设时长输出的斜坡信号的电压值。
通过积分器将差分电压进行积分处理，以获得反馈电压。
进一步的，该产生斜坡信号的控制方法中，差分模块至少包括以下任意一项：电阻，或者电容。
积分器至少包括以下任意一项：
单端一阶有源数字积分器、单端一阶有源模拟积分器、单端一阶无源数字积分器、单端一阶无源模拟积分器、单端多阶有源数字积分器、单端多阶有源模拟积分器、单端多阶无源数字积分器、单端多阶无源模拟积分器、多端一阶有源数字积分器、多端一阶有源模拟积分器、多端一阶无源数字积分器、多端一阶无源模拟积分器、多端多阶有源数字积分器、多端多阶有源模拟积分器、多端多阶无源数字积分器、多端多阶无源模拟积分器。
信号发生器102至少包括以下任意一项：
一阶有源数字发生器、一阶有源模拟发生器、一阶无源数字发生器、一阶无源模拟发生器、多阶有源数字发生器、多阶有源模拟发生器、多阶无源数字发生器、多阶无源模拟发生器。
电流源101至少包括以下任意一项：场效应管M1、镜像电流源、电阻。
可选地，信号发生器102为一阶有源模拟发生器，一阶有源模拟发生器可以包括：第一运算放大器U1、第一电容C1、连接开关S0和第一开关S1。
电流源101的输出端与第一开关S1的第一端连接，第一开关S1的第二端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，第一运算放大器U1的同相输入端与参考电压Vref连接，第一电容C1的第一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，第一电容C1的第二端与第一运算放大器U1的输出端连接，连接开关S0的第一端与第一运算放大器U1的输出端连接，连接开关S0的第二端作为信号发生器102的输出端与控制器103连接，第一运算放大器U1的输出端作为斜坡发生器的输出端。
积分器为单端一阶有源模拟积分器，单端一阶有源模拟积分器包括包括：第二运算放大器U2、第二电容C2、第四电容C4、第五开关S5。
第二电容C2的第一端作为控制器103的输入端，第二电容C2的第二端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第二运算放大器U2的同相输入端与参考电压Vref连接，第二运算放大器U2的输出端作为控制器103的输出端，第五开关S5的第一端与第一电压V_L连接，第五开关S5的第二端与第二电容C2的第一端连接，第四电容C4的第一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第四电容C4的第二端与第二运算放大器U2的输出端连接。
步骤201可以通过以下方式来实现：
步骤A1，在第一电容C1、第二电容C2和第四电容C4完成充电，第一运算放大器U1的输出电压为复位电压V_H，且第二运算放大器U2的输出电压为参考电压Vref时，控制第一开关S1和第五开关S5闭合，控制连接开关S0断开，以使信号发生器102输出斜坡信号。
步骤202可以通过以下方式来实现：
步骤B1，在经过第一预设时长之后，控制连接开关S0闭合，控制第一开关S1和第五开关S5断开，以使控制器103根据斜坡信号的电压值与第一电压V_L，控制反馈电压，反馈电压用于控制电流源101输出的电流。
在经过第二预设时长之后，重复执行步骤A1至步骤B1，直至满足预设条件。
可选地，步骤B1的实现方式可以是：
在经过第一预设时长之后，控制连接开关S0闭合，控制第一开关S1和第五开关S5断开，以使控制器103在斜坡信号的末态电压值大于第一电压V_L时，减小反馈电压，在斜坡信号的末态电压值小于第一电压V_L时，增大反馈电压。需要说明的是，斜坡信号的末态电压值为斜坡信号的电压值由高到低变化过程中的最后状态对应的电压值(即电压值由高到低变化过程中最低的电压值)。
可选地，一阶有源模拟发生器还可以包括：第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4。
第四开关S4的第一端与第一电容C1的第二端连接，第四开关S4的第二端与复位电压V_H连接，第三开关S3的第一端与第一运算放大器U1的输出端连接，第三开关S3的第二端与第一电容C1的第二端连接，第二开关S2设置在第一运算放大器U1的反相输入端与第一运算放大器U1的输出端之间。
单端一阶有源模拟积分器还包括：第七开关S7、第八开关S8和第九开关S9。
第八开关S8的第二端与第四电容C4的第二端连接，第八开关S8的第一端与第二运算放大器U2的输出端连接，第七开关S7设置在第二运算放大器U2的反相输入端与第二运算放大器U2的输出端之间，第九开关S9设置在第四电容C4的第二端与参考电压Vref之间。
步骤201可以通过以下方式来实现：
步骤A11，控制第二开关S2、第四开关S4、第五开关S5、第七开关S7、第九开关S9闭合，控制连接开关S0、第一开关S1、第三开关S3、第八开关S8断开，以使复位电压V_H为第一电容C1充电，参考电压Vref为第四电容C4充电。
步骤A12，在第一电容C1、第二电容C2和第四电容C4完成充电后，控制第三开关S3、第五开关S5和第八开关S8闭合，控制连接开关S0、第一开关S1、第二开关S2、第四开关S4、第七开关S7和第九开关S9断开，以使第一运算放大器U1的输出电压为复位电压V_H，且第二运算放大器U2的输出电压为参考电压Vref。
步骤A13，控制第一开关S1、第三开关S3、第五开关S5和第八开关S8闭合，控制连接开关S0、第二开关S2、第四开关S4、第七开关S7和第九开关S9断开，以使信号发生器102输出斜坡信号。
步骤202可以通过以下方式来实现：
步骤B11，在经过第一预设时长之后，控制连接开关S0、第三开关S3和第八开关S8闭合，控制第一开关S1、第二开关S2、第四开关S4、第五开关S5、第七开关S7和第九开关S9断开，以使控制器103根据斜坡信号的电压值与第一电压V_L，控制反馈电压。
在经过第二预设时长之后，重复执行步骤A13至步骤B11，直至满足预设条件。
其中，预设条件可以为：斜坡信号的电压值等于第一电压V_L。或者，重复执行步骤A13至步骤B11的次数等于预设值。
可选地，场效应管M1还可以包括：第十二开关S12。
场效应管M1的栅极作为电流源101的输入端，场效应管M1的源极与电源VDD连接，场效应管M1的漏极作为电流源101的输出端，第十二开关S12设置在场效应管M1的漏极与参考电压Vref之间。
步骤A11还包括：控制第十二开关S12闭合。
步骤A12还包括：控制第十二开关S12闭合。
步骤A13还包括：控制第十二开关S12断开。
步骤B11还包括：控制第十二开关S12闭合。
可选地，单端一阶有源模拟积分器还可以包括：第三电容C3、第六开关S6、第十开关S10和第十一开关S11。
第三电容C3的第一端与第二电容C2的第二端连接，第三电容C3的第二端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第六开关S6设置在第四电容C4的第一端与第二运算放大器U2的反相输入端之间，第十开关S10设置在第三电容C3的第一端与参考电压Vref之间，第十一开关S11设置在第三电容C3的第二端与第四电容C4的第一端之间。
步骤A11还包括：控制第十开关S10和第十一开关S11闭合，控制第六开关S6断开。
步骤A12还包括：控制第十开关S10和第十一开关S11闭合，控制第六开关S6断开。
步骤A13还包括：控制第十开关S10和第十一开关S11闭合，控制第六开关S6断开。
步骤B11还包括：控制第十开关S10和第十一开关S11断开，控制第六开关S6闭合。
关于上述实施例中的方法，其中执行各个步骤的具体方式已经在图1至图5a中所示的斜坡发生器对应的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
综上所述，本公开所提供的产生斜坡信号的控制方法，其中，斜坡发生器包括电流源、信号发生器和控制器，其中，电流源的输出端与信号发生器的输入端连接，信号发生器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与电流源的输入端连接。信号发生器能够根据电流源输出的电流产生斜坡信号，控制器根据信号发生器产生的斜坡信号来调节施加在电流源上的反馈电压，电流源根据调节后的反馈电压来控制电流源输出的电流，能够调节斜坡发生器产生斜坡信号，提高斜坡信号的稳定性。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，容易想到本公开的其它实施方案，均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。同时本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。本公开并不局限于上面已经描述出的精确结构，本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种斜坡发生器，其特征在于，所述斜坡发生器包括：电流源(101)、信号发生器(102)和控制器(103)，所述电流源(101)的输出端与所述信号发生器(102)的输入端连接，所述信号发生器(102)的输出端与所述控制器(103)的输入端连接，所述控制器(103)的输出端与所述电流源(101)的输入端连接；
所述信号发生器(102)用于根据所述电流源(101)输出的电流产生斜坡信号；
所述控制器(103)用于根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源(101)上；
所述电流源(101)用于根据所述调节后的反馈电压控制所述电流源(101)输出的电流。
2.根据权利要求1所述的斜坡发生器，其特征在于，所述控制器(103)包括差分积分器，所述差分积分器包括差分模块和积分器；
所述差分模块的输出端与所述积分器的输入端连接，所述积分器的输出端与所述电流源(101)的输入端连接，所述差分模块的输入端与所述信号发生器(102)的输出端连接；
所述差分模块用于将所述信号发生器(102)的输出电压与第一电压(V_L)进行差分处理，并将获得的差分电压输入至所述积分器，所述信号发生器(102)的输出电压包括初始电压为复位电压(V_H)，通过预设时长输出的所述斜坡信号的电压值；
所述积分器用于将所述差分电压进行积分处理，以获得所述反馈电压。
3.根据权利要求2所述的斜坡发生器，其特征在于，所述差分模块至少包括以下任意一项：电阻，或者电容；
所述积分器至少包括以下任意一项：
单端一阶有源数字积分器、单端一阶有源模拟积分器、单端一阶无源数字积分器、单端一阶无源模拟积分器、单端多阶有源数字积分器、单端多阶有源模拟积分器、单端多阶无源数字积分器、单端多阶无源模拟积分器、多端一阶有源数字积分器、多端一阶有源模拟积分器、多端一阶无源数字积分器、多端一阶无源模拟积分器、多端多阶有源数字积分器、多端多阶有源模拟积分器、多端多阶无源数字积分器、多端多阶无源模拟积分器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的斜坡发生器，其特征在于，所述信号发生器(102)至少包括以下任意一项：
一阶有源数字发生器、一阶有源模拟发生器、一阶无源数字发生器、一阶无源模拟发生器、多阶有源数字发生器、多阶有源模拟发生器、多阶无源数字发生器、多阶无源模拟发生器。
5.根据权利要求4所述的斜坡发生器，其特征在于，所述电流源(101)至少包括以下任意一项：场效应管(M1)、镜像电流源、电阻。
6.一种模拟数字转换器，其特征在于，应用于图像传感器，所述模拟数字转换器包括权利要求1-5中任一项所述的斜坡发生器、比较器、锁存器、寄存器和计数器；
所述斜坡发生器的输出端与所述比较器的第一输入端连接，所述比较器的第二输入端用于接收像素信号，所述比较器的输出端与所述锁存器的输入端连接，所述锁存器的输出端与所述寄存器的第一输入端连接，所述计数器的输出端与所述寄存器的第二输入端连接，所述寄存器的输出端作为所述模拟数字转换器的输出端。
7.一种产生斜坡信号的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-5中任一项所述的斜坡发生器，所述方法包括：
通过所述信号发生器(102)根据所述电流源(101)输出的电流产生斜坡信号，并将所述斜坡信号输出给所述控制器(103)；
通过所述控制器(103)根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源(101)上；
所述电流源(101)根据所述调节后的反馈电压控制所述电流源(101)输出的电流。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制器(103)包括差分积分器，所述差分积分器包括差分模块和积分器；所述差分模块的输出端与所述积分器的输入端连接，所述积分器的输出端与所述电流源(101)的输入端连接，所述差分模块的输入端与所述信号发生器(102)的输出端连接；
所述通过所述控制器(103)根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源(101)上，包括：
通过所述差分模块将所述信号发生器(102)的输出电压与第一电压(V_L)进行差分处理，并将获得的差分电压输入至所述积分器，所述信号发生器(102)的输出电压包括初始电压为复位电压(V_H)，通过预设时长输出的所述斜坡信号的电压值；
通过所述积分器将所述差分电压进行积分处理，以获得所述反馈电压。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述差分模块至少包括以下任意一项：电阻，或者电容；
所述积分器至少包括以下任意一项：
单端一阶有源数字积分器、单端一阶有源模拟积分器、单端一阶无源数字积分器、单端一阶无源模拟积分器、单端多阶有源数字积分器、单端多阶有源模拟积分器、单端多阶无源数字积分器、单端多阶无源模拟积分器；
所述信号发生器(102)至少包括以下任意一项：
一阶有源数字发生器、一阶有源模拟发生器、一阶无源数字发生器、一阶无源模拟发生器、多阶有源数字发生器、多阶有源模拟发生器、多阶无源数字发生器、多阶无源模拟发生器；
所述电流源(101)至少包括以下任意一项：场效应管(M1)、镜像电流源、电阻。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述信号发生器(102)为所述一阶有源模拟发生器，所述一阶有源模拟发生器包括：第一运算放大器(U1)、第一电容(C1)、连接开关(S0)和第一开关(S1)；
所述电流源(101)的输出端与所述第一开关(S1)的第一端连接，所述第一开关(S1)的第二端与所述第一运算放大器(U1)的反相输入端连接，所述第一运算放大器(U1)的同相输入端与参考电压(Vref)连接，所述第一电容(C1)的第一端与所述第一运算放大器(U1)的反相输入端连接，所述第一电容(C1)的第二端与所述第一运算放大器(U1)的输出端连接，所述连接开关(S0)的第一端与所述第一运算放大器(U1)的输出端连接，所述连接开关(S0)的第二端作为所述信号发生器(102)的输出端与所述控制器(103)连接，所述第一运算放大器(U1)的输出端作为所述斜坡发生器的输出端；
所述积分器为所述单端一阶有源模拟积分器，所述单端一阶有源模拟积分器包括：第二运算放大器(U2)、第二电容(C2)、第四电容(C4)、第五开关(S5)；
所述第二电容(C2)的第一端作为所述控制器(103)的输入端，所述第二电容(C2)的第二端与所述第二运算放大器(U2)的反相输入端连接，所述第二运算放大器(U2)的同相输入端与所述参考电压(Vref)连接，所述第二运算放大器(U2)的输出端作为所述控制器(103)的输出端，所述第五开关(S5)的第一端与所述第一电压(V_L)连接，所述第五开关(S5)的第二端与所述第二电容(C2)的第一端连接，所述第四电容(C4)的第一端与所述第二运算放大器(U2)的反相输入端连接，所述第四电容(C4)的第二端与所述第二运算放大器(U2)的输出端连接；
所述通过所述信号发生器(102)根据所述电流源(101)输出的电流产生斜坡信号，并将所述斜坡信号输出给所述控制器(103)，包括：
在所述第一电容(C1)、所述第二电容(C2)和所述第四电容(C4)完成充电，所述第一运算放大器(U1)的输出电压为复位电压(V_H)，且所述第二运算放大器(U2)的输出电压为所述参考电压(Vref)时，控制所述第一开关(S1)和所述第五开关(S5)闭合，控制所述连接开关(S0)断开，以使所述信号发生器(102)输出斜坡信号；
所述通过所述控制器(103)根据所述斜坡信号调节反馈电压，调节后的所述反馈电压施加在所述电流源(101)上，包括：
在经过第一预设时长之后，控制所述连接开关(S0)闭合，控制所述第一开关(S1)和所述第五开关(S5)断开，以使所述控制器(103)根据所述斜坡信号的电压值与所述第一电压(V_L)，控制所述反馈电压，所述反馈电压用于控制所述电流源(101)输出的电流；
在经过第二预设时长之后，重复执行所述控制所述第一开关(S1)和所述第五开关(S5)闭合，控制所述连接开关(S0)断开，以使所述信号发生器(102)输出斜坡信号，至所述在经过第一预设时长之后，控制所述连接开关(S0)闭合，控制所述第一开关(S1)和所述第五开关(S5)断开的步骤，直至满足预设条件。
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