Patent DE-102017130091-B4 (DE)
Title: Analog-Digital Umsetzer für eine Lichtlaufzeitkamera
Inventor: BECHEN BENJAMIN
IPC: H03M1/14
Filed: 2017-12-15
Granted: 2020-10-01
Abstract: Lichtlaufzeitsensor,mit Lichtlaufzeitpixel, die zwei Integrationsknoten (Ga, Gb) mit einem A- und B-Kanal aufweisen, wobei zur Bestimmung einer Entfernung ein Differenzsignal der Integrationsknoten ausgewertet wird,und die Lichtlaufzeitpixel mit einem Zyklischer Analog-Digital-Umsetzer verbunden sind,- mit einem Sub-AD-Umsetzer (Sub-ADC) zur Erzeugung eines redundanten Datenworts (RSD),- wobei in einem ersten Takt Signale der Integrationsknoten (Ga, Gb) als Eingangsspannung (VinA, VinB) anliegen und in nachfolgenden Takten eine Ausgangsspannung (VoutP, VoutM) eines Verstärkers,- mit einem Sub-DA-Umsetzer (Sub-DAC), der derart ausgestaltet ist, dass in Abhängigkeit des anliegenden redundanten Datenworts (RSD) eine Referenzspannung (VRN, VRP) bereitgestellt wird,- mit einem ersten und zweiten Subtrahierer zur Subtraktion der Referenzspannung (VRN, VRP) des Sub-DAC von der Eingangsspannung (VinA, VinB) oder der Ausgangsspannung (VoutP, VoutM) des Verstärkers,- mit einem Verstärker (OP) zur Verstärkung des an einem Ausgang des Subtrahierers anliegenden Residuen-Signals (VRS),wobei der Verstärker zudem Schaltungen für ein Sample und Hold (SH) sowie für ein Correlated Double Sampling (CDS) aufweist,wobei der zyklischer Analog-Digital-Umsetzer,einen ersten und zweiten Kondensator (C1P, C1N) umfasst,- wobei über einen ersten Doppelschalter (SAd) eine erste Platte des ersten Kondensator (C1P) mit einem Potenzial (VinA) des A-Kanals und eine erste Platte des zweiten Kondensator (C1N) mit einem Potenzial (VinB) des B-Kanals verbindbar ist,- und wobei die ersten Platten der beiden Kondensatoren (C1P, C1N) über einen zweiten Doppelschalter (S1d) mit einem ersten und zweiten Ausgang (VoutP, VoutM) des Operationsverstärkers (OP) verbindbar sind,- wobei ferner die ersten Platten der beiden Kondensatoren (C1P, C1N) direkt mit Eingängen des Sub-ADCs verbunden sind,- und die zweiten Platten der beiden Kondensatoren (C1P, C1N) über einen dritten Doppelschalter (S2) mit einem negativen/invertierenden bzw. positiven/nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbindbar sind,ferner umfassend einen dritten und vierten Kondensator (C2P, C2N) deren erste Platte mit dem negativen/invertierenden bzw. positiven/nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist,wobei die zweite Platte der beiden Kondensatoren (C2P, C2N) über einen vierten Doppelschalter (SA) mit einer Common Mode Spannung (Vcm) und über einen fünften Doppelschalter (S2d) mit dem ersten und zweiten Ausgang (VoutP, VoutM) des Operationsverstärkers verbindbar ist,ferner umfassend einen sechsten Doppelschalter (S1A) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Ausgang (VoutP) und invertierenden Eingang sowie zwischen zweiten Ausgang (VoutM) und nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkersferner umfassend eines Schalters (S1) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den zweiten Platten der beiden Kondensatoren (C1P, C1N)ferner umfassend eines Schalters (SO1) und den Doppelschaltern (SP1, SM1), um Referenzspannungen (VRN, VRP) auf die ersten Platten der beiden Kondensatoren (C1P, C1N) zu schalten