Устройство считывания с временной задержкой и накоплением сигналов с многоэлементных фотоприемников инфракрасного излучения (варианты)

Устройство считывания с временной задержкой и накоплением сигналов с многоэлементных фотоприемников инфракрасного излучения (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области интегральной микроэлектроники и может быть использовано в системах обработки оптической информации.

Известно устройство считывания с временной задержкой и накоплением (ВЗН) сигналов с многоэлементных фотоприемников инфракрасного излучения (патент РФ №2236064 на изобретение, МПК: 7 H01L 27/14), выполненное на полупроводниковой подложке, содержащее многоканальную систему считывания в составе m каналов считывания, блока памяти, при этом каждый из m каналов считывания выполнен из блока считывания с n ячейками считывания, блока хранения и суммирования сигналов с ВЗН с n ячейками хранения и суммирования сигналов с ВЗН, блока записи и хранения информации о дефектных элементах, где m - количество каналов считывания, n - количество каскадов временной задержки и накопления (ВЗН), трех групп шин управления по n в каждой. Ячейка считывания входом соединена с фотоприемником, связана первым выходом с блоком памяти, вторым выходом с первой управляющей шиной, третьим выходом с выходами ячеек считывания других каскадов и входами ячеек хранения и суммирования сигналов с ВЗН. Ячейка считывания содержит узел ввода, выполненный в составе усилителя и первого МДП-транзистора, при этом исток первого МДП-транзистора, являющийся входом ячейки считывания, соединен с выходом фотоприемника, его затвор соединен с выходом усилителя, вход усилителя соединен с истоком первого МДП-транзистора; кроме этого, ячейка считывания содержит интегрирующую емкость, второй и третий МДП-транзисторы, причем исток второго МДП-транзистора соединен со стоком первого МДП-транзистора, сток второго МДП-транзистора, являющийся третьим выходом ячейки считывания, соединен со стоками вторых МДП-транзисторов ячеек считывания других каскадов, затвор второго МДП-транзистора соединен с истоком третьего МДП-транзистора, затвор третьего МДП-транзистора, являющийся вторым выходом ячейки считывания, соединен с первой управляющей шиной, сток третьего МДП-транзистора, являющийся первым выходом ячейки считывания, соединен с блоком памяти, одна обкладка интегрирующей емкости соединена с истоком второго МДП-транзистора, а вторая ее обкладка соединена с полупроводниковой подложкой. Ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН первым входом соединена с ячейками считывания, вторым входом соединена со второй управляющей шиной, на выходе первый выход предназначен для соединения с мультиплексором, а второй выход соединен с третьей управляющей шиной. Ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН выполнена в составе четвертого и пятого МДП-транзисторов, второй интегрирующей емкости, при этом исток четвертого МДП-транзистора, являющийся первым выходом ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, предназначен для соединения с мультиплексором, сток четвертого МДП-транзистора соединен с истоком пятого МДП-транзистора, затвор четвертого МДП-транзистора, являющийся вторым выходом ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, соединен с третьей управляющей шиной, затвор пятого МДП-транзистора, являющийся вторым входом ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, соединен со второй управляющей шиной, а сток пятого МДП-транзистора, являющийся первым входом, соединен со стоками пятых МДП-транзисторов ячеек хранения и суммирования сигналов с ВЗН других каскадов и ячейками считывания, вторая интегрирующая емкость одной обкладкой соединена с истоком пятого МДП-транзистора, а второй обкладкой соединена с полупроводниковой подложкой.

В приведенном аналоге к недостаткам относятся ограничение уровня чувствительности фотоприемного устройства при использовании данных устройств считывания с временной задержкой и накоплением сигналов с многоэлементных фотоприемников, ограничение по динамическому диапазону.

Конструктивное выполнение ячейки считывания, к которой поступает сигнал с фотоприемника, с использованием трех МДП-транзисторов обуславливает высокий уровень собственных шумов и, как следствие, ограничение чувствительности фотоприемного устройства с режимом ВЗН либо препятствует увеличению зарядовой емкости устройства считывания, что, в свою очередь, препятствует расширению динамического диапазона.

За ближайшее к заявляемому техническому решению принято устройство считывания с временной задержкой и накоплением (ВЗН) сигналов с многоэлементных фотоприемников инфракрасного излучения (И.И.Ли. «Устройство считывания для ИК ФПУ с режимом временной задержки и накопления», Автометрия, 2007 г., т.43, №4, сс.56-62), выполненное на полупроводниковой подложке, содержащее многоканальную систему считывания в составе m каналов считывания, трех дешифраторов с n ячейками, одного и второго сдвиговых регистров с m ячейками, общей шины записи информации о дефектных элементах, общей шины выхода, при этом каждый из m каналов считывания выполнен из блока считывания с n ячейками считывания, блока хранения и суммирования сигналов с ВЗН с n ячейками хранения и суммирования сигналов с ВЗН, блока записи и хранения информации о дефектных элементах с n ячейками записи и хранения информации о дефектных элементах, двух МДП-транзисторов, соответствующей каналу считывания ячейки одного сдвигового регистра и соответствующей каналу считывания ячейки второго сдвигового регистра, шины передачи фотосигналов, шины передачи информации о дефектных элементах, шины ВЗН сигналов, шины записи информации о дефектных элементах, где m - количество каналов считывания, n - количество каскадов временной задержки и накопления (ВЗН), каждая ячейка считывания на входе первым входом связана с фотоприемником, вторым входом связана с шиной передачи информации о дефектных элементах, на выходе первым выходом связана с шиной передачи фотосигналов, вторым выходом связана с соответствующей ячейкой первого дешифратора, каждая ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН на входе первым входом связана с шиной передачи фотосигналов, вторым входом связана с соответствующей ячейкой второго дешифратора, а на выходе первым выходом связана с шиной ВЗН сигналов, вторым выходом связана с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, к шине ВЗН сигналов подключен сток одного МДП-транзистора, его затвор соединен с соответствующей каналу ячейкой одного сдвигового регистра, а исток соединен с общей шиной выхода, каждая ячейка записи и хранения информации о дефектных элементах первым входом соединена с шиной записи дефектных элементов, вторым входом - со вторым выходом соответствующей ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, который соединен с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, а на выходе первым выходом соединена с шиной передачи информации о дефектных элементах, вторым выходом связана со вторым выходом соответствующей ячейки считывания, который соединен с соответствующей ячейкой первого дешифратора, с соответствием номеров ячеек считывания, ячеек хранения и суммирования сигналов с ВЗН, ячеек записи и хранения информации о дефектных элементах, ячеек дешифраторов, к шине записи информации о дефектных элементах подключен исток другого МДП-транзистора, его затвор соединен с соответствующей каналу ячейкой другого сдвигового регистра, а сток соединен с общей шиной записи информации о дефектных элементах. Ячейка считывания выполнена в составе узла ввода, двух МДП-транзисторов, вход узла ввода, являющийся первым входом рассматриваемой ячейки, предназначен для подачи фотосигналов и соединен с фотоприемником, выход узла ввода электрически соединен с истоком МДП-транзистора, сток которого, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной передачи фотосигналов, а затвор - со стоком второго МДП-транзистора, при этом исток второго МДП-транзистора, являющийся вторым входом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной передачи информации о дефектных элементах, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с соответствующей ячейкой первого дешифратора. Ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН выполнена в составе ячейки сумматора, в котором количество ячеек равно количеству ВЗН каскадов, двух МДП-транзисторов, исток первого МДП-транзистора соединен с входом ячейки сумматора, его сток, являющийся первым входом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной передачи фотосигналов, а затвор, являющийся вторым входом рассматриваемой ячейки, соединен с соответствующей ячейкой второго дешифратора, сток второго МДП-транзистора соединен с выходом ячейки сумматора, его исток, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной ВЗН сигналов, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с соответствующей ячейкой третьего дешифратора. Ячейка записи и хранения информации о дефектных элементах выполнена в составе ячейки ОЗУ, в котором количество ячеек равно количеству ВЗН каскадов, двух МДП-транзисторов, сток первого МДП-транзистора соединен с входом ячейки ОЗУ, его исток, являющийся первым входом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной записи информации о дефектных элементах, а затвор, являющийся вторым входом рассматриваемой ячейки, соединен с затвором второго МДП-транзистора ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, являющимся вторым выходом ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН и соединенным с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, исток второго МДП-транзистора рассматриваемой ячейки соединен с выходом ячейки ОЗУ, его сток, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной передачи информации о дефектных элементах, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с затвором второго МДП-транзистора ячейки считывания, являющимся вторым выходом ячейки считывания и соединенным с соответствующей ячейкой первого дешифратора. Узел ввода выполнен в виде предусилителя. Шины выполнены с возможностью передачи сигналов в аналоговой форме.

Организация удаления из ВЗН сигналов фотосигналов дефектных фотоприемных каналов включает следующее.

Если в ячейке ОЗУ записана «логическая единица», то при появлении напряжения на выходах соответствующих ячеек первого и третьего дешифраторов на затвор первого МДП-транзистора ячейки считывания поступает высокое напряжение, фотосигнал с соответствующего фотоприемного канала поступает в аналоговом виде на шину передачи фотосигналов. Если в ячейке ОЗУ записан «логический ноль», то на затвор первого МДП-транзистора подается низкое напряжение и происходит блокирование передачи фотосигнала дефектного фотоприемного канала на шину передачи фотосигналов.

В приведенном ближайшем аналоге к недостаткам относится, во-первых, ограничение уровня чувствительности фотоприемного устройства при использовании данных устройств считывания с временной задержкой и накоплением сигналов с многоэлементных фотоприемников, во-вторых, невозможность расширения динамического диапазона - соответственно, ограничение динамического диапазона.

Причины указанных недостатков заключаются в следующем. Как и в первом аналоге, ячейка считывания, к которой поступает сигнал с фотоприемника, конструктивно содержит количество МДП-транзисторов, которое приводит к увеличению уровня собственных шумов ячейки считывания и, как следствие, ограничению чувствительности фотоприемного устройства с режимом ВЗН, препятствуя увеличению зарядовой емкости устройства считывания, что ограничивает динамический диапазон.

Управление блоками записи и хранения информации о дефектных элементах и последовательный вывод сигналов на общую шину считывания осуществляется отдельными сдвиговыми регистрами. Управление ячейкой записи и хранения информации о дефектных элементах осуществляется за счет второго, дополнительного, сдвигового регистра, при этом шина передачи информации о дефектных элементах соединена с затвором второго, дополнительного, МДП-транзистора ячейки считывания. Запись информации с блока записи и хранения информации о дефектных элементах осуществляется подачей управляющего напряжения на затвор второго, дополнительного, МДП-транзистора ячейки считывания. Этот дополнительный МДП-транзистор приводит к повышению уровня шума ячейки считывания, ограничивает возможность повышения зарядовой емкости устройства считывания либо при одинаковых топологических нормах проектирования ограничивает возможности размещения фотоприемных каналов с меньшим шагом. Усложняется структурная схема устройства считывания с режимом ВЗН с многоэлементных фотоприемников.

Техническим результатом изобретения является:

- снятие ограничения уровня чувствительности фотоприемного устройства;

- расширение динамического диапазона.

Технический результат достигается в устройстве считывания с временной задержкой и накоплением сигналов с многоэлементных фотоприемников инфракрасного излучения, содержащем многоканальную систему считывания в составе m каналов считывания, трех дешифраторов с n ячейками, одного сдвигового регистра с m ячейками, общей шины записи информации о дефектных элементах, общей шины выхода, при этом каждый из m каналов считывания выполнен из блока считывания с n ячейками считывания, блока хранения и суммирования сигналов с ВЗН с n ячейками хранения и суммирования сигналов с ВЗН, блока записи и хранения информации о дефектных элементах с n ячейками записи и хранения информации о дефектных элементах, двух МДП-транзисторов, соответствующей каналу ячейки одного сдвигового регистра, шины передачи фотосигналов, шины ВЗН сигналов, где m - количество каналов считывания, n - количество каскадов временной задержки и накопления (ВЗН), каждая ячейка считывания на входе первым входом связана с фотоприемником, на выходе первым выходом связана с шиной передачи фотосигналов, вторым выходом связана с соответствующей ячейкой первого дешифратора, каждая ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН на входе первым входом связана с шиной передачи фотосигналов, на выходе первым выходом связана с шиной ВЗН сигналов, вторым выходом связана с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, к шине ВЗН сигналов подключен сток одного МДП-транзистора, его затвор соединен с соответствующей каналу ячейкой одного сдвигового регистра, а исток соединен с общей шиной выхода, каждая ячейка записи и хранения информации о дефектных элементах вторым входом соединена со вторым выходом соответствующей ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, который соединен с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, а на выходе вторым выходом связана со вторым выходом соответствующей ячейки считывания, который соединен с соответствующей ячейкой первого дешифратора, с соответствием номеров ячеек считывания, ячеек хранения и суммирования сигналов с ВЗН, ячеек записи и хранения информации о дефектных элементах, ячеек дешифраторов, причем в составе каждого канала считывания выполнены первая и вторая шины передачи информации о дефектных элементах, n логических элементов «И», каждая ячейка считывания выполнена в составе узла ввода и МДП-транзистора, вход узла ввода, являющийся первым, одним, входом рассматриваемой ячейки, предназначен для подачи фотосигналов и соединен с фотоприемником, выход узла ввода соединен с истоком МДП-транзистора, сток которого, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной передачи фотосигналов, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, - с соответствующей ячейкой первого дешифратора, ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН вторым входом связана с выходом соответствующего логического элемента «И», который первым входом соединен с соответствующей ячейкой второго дешифратора, а вторым входом - с первой шиной передачи информации о дефектных элементах, ячейка блока записи и хранения информации о дефектных элементах первым входом соединена со второй шиной передачи информации о дефектных элементах, а на выходе первым выходом соединена с первой шиной передачи информации о дефектных элементах, относительного второго МДП-транзистора канала считывания, его сток подключен ко второй шине передачи информации о дефектных элементах, исток подключен к общей шине записи информации о дефектных элементах, а затвор соединен с затвором первого МДП-транзистора, который, в свою очередь, соединен с соответствующей каналу считывания ячейкой одного сдвигового регистра.

Устройство выполнено на полупроводниковой подложке.

В устройстве узел ввода выполнен в виде предусилителя.

В устройстве ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН выполнена в составе ячейки сумматора, в котором количество ячеек равно количеству ВЗН каскадов, двух МДП-транзисторов, исток первого МДП-транзистора соединен с входом ячейки сумматора, его сток, являющийся первым входом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной передачи фотосигналов, а затвор, являющийся вторым входом рассматриваемой ячейки, соединен с выходом соответствующего логического элемента «И», сток второго МДП-транзистора соединен с выходом ячейки сумматора, его исток, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной ВЗН сигналов, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с соответствующей ячейкой третьего дешифратора.

В устройстве ячейка записи и хранения информации о дефектных элементах выполнена в составе ячейки ОЗУ, в котором количество ячеек равно количеству ВЗН каскадов, двух МДП-транзисторов, сток первого МДП-транзистора соединен с входом ячейки ОЗУ, его исток, являющийся первым входом рассматриваемой ячейки, соединен со второй шиной передачи информации о дефектных элементах, а затвор, являющийся вторым входом рассматриваемой ячейки, соединен с затвором второго МДП-транзистора ячейки блока хранения и суммирования сигналов с ВЗН, являющимся вторым выходом ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН и соединенным с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, исток второго МДП-транзистора соединен с выходом ячейки ОЗУ, его сток, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с первой шиной передачи информации о дефектных элементах, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с затвором МДП-транзистора ячейки считывания, являющимся вторым выходом ячейки считывания и соединенным с соответствующей ячейкой первого дешифратора.

В устройстве шины выполнены с возможностью передачи сигналов в аналоговом виде.

В устройстве в каждом канале дополнительно выполнен дифференциальный усилитель, через который соединены блок считывания с n ячейками считывания и блок хранения и суммирования сигналов с ВЗН с n ячейками хранения и суммирования сигналов с ВЗН, при этом один из входов и выход дифференциального усилителя соединены с шиной передачи фотосигналов, а второй вход соединен с шиной подачи опорного напряжения.

Технический результат достигается в устройстве считывания с временной задержкой и накоплением сигналов с многоэлементных фотоприемников инфракрасного излучения, содержащем многоканальную систему считывания в составе m каналов считывания, трех дешифраторов с n ячейками, одного сдвигового регистра с m ячейками, общей шины записи информации о дефектных элементах, общей шины выхода, при этом каждый из m каналов считывания выполнен из блока считывания с n ячейками считывания, блока хранения и суммирования сигналов с ВЗН с n ячейками хранения и суммирования сигналов с ВЗН, блока записи и хранения информации о дефектных элементах с n ячейками записи и хранения информации о дефектных элементах, двух МДП-транзисторов, соответствующей каналу ячейки одного сдвигового регистра, шины передачи фотосигналов, шины ВЗН сигналов, где m - количество каналов считывания, n - количество каскадов временной задержки и накопления (ВЗН), каждая ячейка считывания на входе первым входом связана с фотоприемником, на выходе первым выходом связана с шиной передачи фотосигналов, вторым выходом связана с соответствующей ячейкой первого дешифратора, каждая ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН на выходе первым выходом связана с шиной ВЗН сигналов, вторым выходом связана с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, к шине ВЗН сигналов подключен сток одного МДП-транзистора, его затвор соединен с соответствующей каналу ячейкой одного сдвигового регистра, а исток соединен с общей шиной выхода, каждая ячейка записи и хранения информации о дефектных элементах вторым входом соединена со вторым выходом соответствующей ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, который соединен с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, а на выходе вторым выходом связана со вторым выходом соответствующей ячейки считывания, который соединен с соответствующей ячейкой первого дешифратора, с соответствием номеров ячеек считывания, ячеек хранения и суммирования сигналов с ВЗН, ячеек записи и хранения информации о дефектных элементах, ячеек дешифраторов, причем в составе каждого канала считывания выполнены первая и вторая шины передачи информации о дефектных элементах, шина передачи фотосигналов в цифровом виде, n логических элементов «И», шина ВЗН сигналов выполнена как шина ВЗН сигналов в цифровом виде, общая шина выхода выполнена как общая шина выхода в цифровом виде, канал снабжен последовательно соединенными дифференциальным усилителем и аналого-цифровым преобразователем, которые подключены между блоком считывания с n ячейками считывания и блоком хранения и суммирования сигналов с ВЗН с n ячейками хранения и суммирования сигналов с ВЗН, один из входов дифференциального усилителя соединен с шиной передачи фотосигналов, его выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, с возможностью подачи фотосигналов для преобразования в цифровой вид, второй вход дифференциального усилителя соединен с шиной подачи опорного напряжения, на выходе аналого-цифровой преобразователь соединен с шиной передачи фотосигналов в цифровом виде, каждая ячейка считывания выполнена в составе узла ввода и МДП-транзистора, вход узла ввода, являющийся первым, одним, входом рассматриваемой ячейки, предназначен для подачи фотосигналов и соединен с фотоприемником, выход узла ввода соединен с истоком МДП-транзистора, сток которого, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной передачи фотосигналов, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с соответствующей ячейкой первого дешифратора, каждая ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН на входе первым входом связана с шиной передачи фотосигналов в цифровом виде, вторым входом связана с выходом соответствующего логического элемента «И», который первым входом соединен с соответствующей ячейкой второго дешифратора, а вторым входом - с первой шиной передачи информации о дефектных элементах, рассматриваемая ячейка на выходе первым выходом связана с шиной ВЗН сигналов в цифровом виде, сток одного МДП-транзистора подключен к шине ВЗН сигналов в цифровом виде, его исток соединен с общей шиной выхода в цифровом виде, каждая ячейка блока записи и хранения информации о дефектных элементах первым входом соединена со второй шиной передачи информации о дефектных элементах, а на выходе первым выходом соединена с первой шиной передачи информации о дефектных элементах, относительного второго МДП-транзистора канала считывания, его сток подключен ко второй шине передачи информации о дефектных элементах, исток подключен к общей шине записи информации о дефектных элементах, а затвор соединен с затвором первого МДП-транзистора, который, в свою очередь, соединен с соответствующей каналу считывания ячейкой одного сдвигового регистра.

Устройство выполнено на полупроводниковой подложке.

В устройстве узел ввода выполнен в виде предусилителя.

В устройстве ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН выполнена в составе N разрядной ячейки сумматора, в котором количество N разрядных ячеек равно количеству ВЗН каскадов, первого и второго МДП-транзисторов, исток первого МДП-транзистора соединен с N входами ячейки сумматора цифровой шиной разрядностью N, сток первого МДП-транзистора, являющийся первым входом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной передачи фотосигналов в цифровом виде разрядностью N, а затвор, являющийся вторым входом рассматриваемой ячейки, соединен с выходом логического элемента «И», сток второго МДП-транзистора соединен с М выходами ячейки сумматора цифровой шиной разрядностью М, исток второго МДП-транзистора, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной ВЗН сигналов в цифровом виде, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с соответствующей ячейкой третьего дешифратора.

В устройстве ячейка записи и хранения информации о дефектных элементах выполнена в составе ячейки ОЗУ, в котором количество ячеек равно количеству ВЗН каскадов, двух МДП-транзисторов, сток первого МДП-транзистора соединен с входом ячейки ОЗУ, его исток, являющийся первым входом рассматриваемой ячейки, соединен со второй шиной передачи информации о дефектных элементах, а затвор, являющийся вторым входом рассматриваемой ячейки, соединен со вторым выходом ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, соединенным с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, исток второго МДП-транзистора соединен с выходом ячейки ОЗУ, его сток, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с первой шиной передачи информации о дефектных элементах, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с затвором МДП-транзистора ячейки считывания, являющимся вторым выходом ячейки считывания и соединенным с соответствующей ячейкой первого дешифратора.

В устройстве первая и вторая шины передачи информации о дефектных элементах, шина передачи фотосигналов, общая шина записи информации о дефектных элементах выполнены с возможностью передачи сигналов в аналоговом виде.

Технический результат достигается в устройстве считывания с временной задержкой и накоплением сигналов с многоэлементных фотоприемников инфракрасного излучения, содержащем многоканальную систему считывания в составе m каналов считывания, трех дешифраторов с n ячейками, одного сдвигового регистра с m ячейками, общей шины записи информации о дефектных элементах, общей шины выхода, при этом каждый из m каналов считывания выполнен из блока считывания с n ячейками считывания, блока хранения и суммирования сигналов с ВЗН с n ячейками хранения и суммирования сигналов с ВЗН, блока записи и хранения информации о дефектных элементах с n ячейками записи и хранения информации о дефектных элементах, двух МДП-транзисторов, соответствующей каналу ячейки одного сдвигового регистра, шины передачи фотосигналов, шины ВЗН сигналов, где m - количество каналов считывания, n - количество каскадов временной задержки и накопления (ВЗН), каждая ячейка считывания на входе первым входом связана с фотоприемником, на выходе первым выходом связана с шиной передачи фотосигналов, вторым выходом связана с соответствующей ячейкой первого дешифратора, каждая ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН вторым входом связана с соответствующей ячейкой второго дешифратора, на выходе первым выходом связана с шиной ВЗН сигналов, вторым выходом связана с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, к шине ВЗН сигналов подключен сток одного МДП-транзистора, его затвор соединен с соответствующей каналу ячейкой одного сдвигового регистра, а исток соединен с общей шиной выхода, каждая ячейка записи и хранения информации о дефектных элементах вторым входом соединена со вторым выходом ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, который соединен с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, а на выходе вторым выходом связана со вторым выходом ячейки считывания, который соединен с соответствующей ячейкой первого дешифратора с соответствием номеров ячеек считывания, ячеек хранения и суммирования сигналов с ВЗН, ячеек записи и хранения информации о дефектных элементах, ячеек дешифраторов, причем в составе каждого канала считывания выполнены первая и вторая шины передачи информации о дефектных элементах, шина передачи фотосигналов в цифровом виде, шина ВЗН сигналов выполнена как шина ВЗН сигналов в цифровом виде, общая шина выхода выполнена как общая шина выхода в цифровом виде, канал снабжен последовательно соединенными дифференциальным усилителем и аналого-цифровым преобразователем, которые подключены между блоком считывания с n ячейками считывания и блоком хранения и суммирования сигналов с ВЗН с n ячейками хранения и суммирования сигналов с ВЗН, один из входов дифференциального усилителя соединен с шиной передачи фотосигналов в аналоговом виде, а его выход соединен с одним входом аналого-цифрового преобразователя, с возможностью подачи фотосигналов в аналоговом виде для преобразования в цифровой вид, второй вход дифференциального усилителя соединен с шиной подачи опорного напряжения, второй вход аналого-цифрового преобразователя соединен с первой шиной передачи информации о дефектных элементах, на выходе аналого-цифровой преобразователь соединен с шиной передачи фотосигналов в цифровом виде, каждая ячейка считывания выполнена в составе узла ввода и МДП-транзистора, вход узла ввода, являющийся первым, одним, входом рассматриваемой ячейки, предназначен для подачи фотосигналов и соединен с фотоприемником, выход узла ввода соединен с истоком МДП-транзистора, сток которого, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной передачи фотосигналов, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с соответствующей ячейкой первого дешифратора, каждая ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН на входе первым входом связана с шиной передачи фотосигналов в цифровом виде, на выходе первым выходом связана с шиной ВЗН сигналов в цифровом виде, сток одного МДП-транзистора подключен к шине ВЗН сигналов в цифровом виде, его исток соединен с общей шиной выхода в цифровом виде, каждая ячейка блока записи и хранения информации о дефектных элементах первым входом соединена со второй шиной передачи информации о дефектных элементах, а на выходе первым выходом соединена с первой шиной передачи информации о дефектных элементах, относительного второго МДП-транзистора канала считывания, его сток подключен ко второй шине передачи информации о дефектных элементах, исток подключен к общей шине записи информации о дефектных элементах, а затвор соединен с затвором первого МДП-транзистора, который, в свою очередь, соединен с соответствующей каналу считывания ячейкой одного сдвигового регистра.

Устройство выполнено на полупроводниковой подложке.

В устройстве узел ввода выполнен в виде предусилителя.

В устройстве ячейка хранения и суммирования сигналов с ВЗН выполнена в составе N разрядной ячейки сумматора, в котором количество N разрядных ячеек равно количеству ВЗН каскадов, первого и второго МДП-транзисторов, исток первого МДП-транзистора соединен с N входами ячейки сумматора цифровой шиной разрядностью N, сток первого МДП-транзистора, являющийся первым входом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной передачи фотосигналов в цифровом виде разрядностью N, а затвор, являющийся вторым входом рассматриваемой ячейки, соединен с соответствующей ячейкой второго дешифратора, сток второго МДП-транзистора соединен с М выходами ячейки сумматора цифровой шиной разрядностью М, исток второго МДП-транзистора, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с шиной ВЗН сигналов в цифровом виде, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с соответствующей ячейкой третьего дешифратора.

В устройстве ячейка записи и хранения информации о дефектных элементах выполнена в составе ячейки ОЗУ, в котором количество ячеек равно количеству ВЗН каскадов, двух МДП-транзисторов, сток первого МДП-транзистора соединен с входом ячейки ОЗУ, его исток, являющийся первым входом рассматриваемой ячейки, соединен со второй шиной передачи информации о дефектных элементах, а затвор, являющийся вторым входом рассматриваемой ячейки, соединен со вторым выходом ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, соединенным с соответствующей ячейкой третьего дешифратора, исток второго МДП-транзистора соединен с выходом ячейки ОЗУ, его сток, являющийся первым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с первой шиной передачи информации о дефектных элементах, а затвор, являющийся вторым выходом рассматриваемой ячейки, соединен с затвором МДП-транзистора ячейки считывания, являющимся вторым выходом ячейки считывания и соединенным с соответствующей ячейкой первого дешифратора.

В устройстве первая и вторая шины передачи информации о дефектных элементах, шина передачи фотосигналов, общая шина записи информации о дефектных элементах выполнены с возможностью передачи сигналов в аналоговом виде.

Сущность вариантов изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми фигурами.

На Фиг.1 представлена принципиальная схема канала первого варианта m канального устройства считывания с ВЗН, где 1 - фотоприемник, 2 - предусилитель, 3 - МДП-транзистор ячейки считывания, 4 - шина передачи фотосигналов, 5 - второй МДП-транзистор ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, 6 - ячейка сумматора, 7 - первый МДП-транзистор ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, 8 - логический элемент «И», 9 - первая шина передачи информации о дефектных элементах, 10 - первый МДП-транзистор ячейки записи и хранения информации о дефектных элементах, 11 - ячейка ОЗУ, 12 - второй МДП-транзистор ячейки записи и хранения информации о дефектных элементах, 13 - вторая шина передачи информации о дефектных элементах, 14 - шина ВЗН сигналов, 15 - общая шина записи информации о дефектных элементах, 16 - общая шина выхода, 17 - МДП-транзистор канала считывания, 18 - МДП-транзистор канала считывания, 19 - ячейка сдвигового регистра.

На Фиг.2 представлена принципиальная схема канала m канального устройства считывания с ВЗН, снабженного дополнительно дифференциальным усилителем, где 1 - фотоприемник, 2 - предусилитель, 3 - МДП-транзистор ячейки считывания, 4 - шина передачи фотосигналов, 5 - второй МДП-транзистор ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, 6 - ячейка сумматора, 7 - первый МДП-транзистор ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, 8 - логический элемент «И», 9 - первая шина передачи информации о дефектных элементах, 10 - первый МДП-транзистор ячейки записи и хранения информации о дефектных элементах, 11 - ячейка ОЗУ, 12 - второй МДП-транзистор ячейки записи и хранения информации о дефектных элементах, 13 - вторая шина передачи информации о дефектных элементах, 14 - шина ВЗН сигналов, 15 - общая шина записи информации о дефектных элементах, 16 - общая шина выхода, 17 - МДП-транзистор канала считывания, 18 - МДП-транзистор канала считывания, 19 - ячейка сдвигового регистра, 20 - дифференциальный усилитель, 21 - шина подачи опорного напряжения.

На Фиг.3 представлена принципиальная схема канала второго варианта m канального устройства считывания с ВЗН, снабженного дополнительно дифференциальным усилителем и аналого-цифровым преобразователем (АЦП), где 1 - фотоприемник, 2 - предусилитель, 3 - МДП-транзистор ячейки считывания, 4 - шина передачи фотосигналов, 5 - второй МДП-транзистор ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, 6 - ячейка сумматора, 7 - первый МДП-транзистор ячейки хранения и суммирования сигналов с ВЗН, 8 - логический элемент «И», 9 - первая шина передачи информации о дефектных элементах, 10 - первый МДП-транзистор ячейки записи и хранения информации о дефектных элементах, 11 - ячейка ОЗУ, 12 - второй МДП-транзистор ячейки записи и хранения информации о дефектных элементах, 13 - вторая шина передачи информации о дефектных элементах, 14 - шина ВЗН сигналов, 15 - общая шина записи информации о дефектных элементах, 16 - общая шина выхода, 17 - МДП-транзистор канала считывания, 18 - МДП-транзистор канала считывания, 19 - ячейка сдвигового регистра, 20 - дифференциальный усилитель, 21 - шина подачи опорного напряжения, 22 - шина передачи фотосигналов в цифровом виде, 23 - АЦП.

На