Reset Noise - OfficinaTurini

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Reset Noise


At the device output, the signal from an image sensor is typically converted from the charge domain to the voltage domain by means of a sense capacitor and source-follower amplifier.
Before measuring each pixel’s charge packet, the CCD’s sense capacitor is reset to some reference level, VRD.
There is an uncertainty in this voltage related to thermal noise generated by the channel resistance of the reset FET.
In volts, this noise is:



Rumore di Reset


Nel nodo di uscita le cariche vengono convertite in tensione, per fare questo si usa una capacita' che di volta in volta viene caricata da una tensione di riferimento. Il FET, usato come interruttore, che permette la carica del condensatore, ha una resistenza interna non costante a causa del rumore termico e ne consegue che il condensatore non e' mai caricato allo stesso modo.
Il risultato e' che viene aggiunta una fluttuazione non desiderata al nostro segnale.
In volts il segnale sará:

where k is Boltzman’s constant (J/K), T is the temperature (K), B is the noise power bandwidth (Hz) and R is the effective channel resistance (Ω).
In terms of electrons this becomes:

Dove k é la costante di Boltzman's (J/K), T é la temperatura  (K), B é la larghezza di banda del rumore (Hz) e R é la resistenza (Ω) dell'uscita.
In elettroni diviene:

where C represents the sense node capacitance (F) and q is the fundamental charge (C).
This equation is the origin of the term ‘kTC noise’, which is a commonly used synonym for reset noise.
Since this noise is around 50 electrons, most manufacturers of CCD cameras include circuitry that completely eliminates it.
Most CCD cameras use a correlated double sampler (CDS), a circuit that measures the difference between the reset voltage and the signal voltage for each pixel, eliminating the need to reset to the same level each time.

dove C rappresenta la capacità del nodo di uscita (F) e q è la carica fondamentale (C).
Questa equazione è l'origine del termine 'KTC noise', che è sinonimo comunemente usato per il rumore di reset.
Dal momento che questo rumore è di circa 50 elettroni, la maggior parte dei produttori di telecamere CCD includono circuiti che lo eliminano completamente.
Quseto viene fatto utilizzando un doppio campionatore correlato (CDS), un circuito che misura la differenza tra la tensione di reset e la tensione di segnale per ciascun pixel.

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