75 ps精度GM-APD阵列像素读出电路设计（英文）

作者：赵佳姮; 赵毅强; 叶茂; 夏显召; 周国清激光3d成像读出电路

摘要：提出了1种用于激光3D成像的中等规模盖革模式雪崩光电二极管（GM-APD）阵列的像素读出电路.根据时间飞行（TOF）原理,像素读出电路主要由两部分组成：有源淬火电路（AQC）和时间数字转换器（TDC）.所采用的TDC是两段式粗细结合的架构,成功实现了时钟频率和时间分辨率的折中.基于内插技术,动态范围提高到了19 bit,而时钟频率降低为预计的1/5,显著降低了设计和应用的难度.采用延时线技术实现的4 bit细TDC将精度提高到75 ps.电路采用SMIC 0.18μm工艺设计.后仿结果显示达到了75 ps的高精度时间分辨率,对应3 km测距范围内的距离分辨率为1.125 cm.另外,总功耗为1.08 m W,且电路面积小于95×95μm~2.

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