eda在线阵ccd驱动电路设计教学中的应用

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1、EDA在线阵CCD驱动电路设计教学中的应用祝世平凰直强刘惠兰张永健北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院摘要：CCD（电荷藕合器件）是一种广泛应用的固体成像器件，在CCD应用屮的关键问题之一是其驱动电路的设计。在本科生实验课程中开设的CCD驱动电路设计实验能帮助学生巩闹所学的模拟电路和数字电路的知识，使学生在分析、设计和动手能力等方面得到提高，使实验教学和课堂教学得到结合。木文给出了在实验课程中采用EDA软件针对线阵CCDTCD2252D驱动电路的几种设计方案。关键词：CCD;驱动电路设计;FPGA;Proteus;作者简介：祝

2、世平（1970-）,男，博士，副教授，主耍从事图像处理和视频压缩等方面的教学和研究，E-mail:spzhu@163.com收稿日期：2016-08-11基金：北京航空航天大学2015年校级教学改革项目TeachingApplicationoftheDesigningofLinearCCDDrivingCircuitwithEDAZHUShi—pingZHOUFu—qiangLIUHui-lanZHANGYong-jianSchoolofInstrumentationScienceandOptoelectronicsEngine

3、ering，BeihangUniversity;Abstract：CCD(ChargeCoupledDevice)isakindofwildlyusedsolidimagingdevice,onekeyproblemofCCDapplicationisthedesignofthedrivingcircuit.TheundergraduatecoursefortheCCDdrivingcircuitdesigningisofferedbasedonthecomputeraiddesign,whichcanhelpundergrad

4、uatestudentstoimprovetheirknowledgeofanalogcircuitanddigitalcircuit.ThispaperproposesseveraldesignschemesforthelinearCCDdrivingcircuitofTCD2252DbyusingEDAsoftware.Keyword：CCD;designofdrivingcircuit;FPGA;Proteus;Received：2016-08—110引言CCD(ChargeCoupledDevice)作为一种新兴的固体成

5、像器件，具有体积小、重量轻、分辨率高、灵敏度高、可靠性好等优点，广泛应用于机器视觉系统、视频监控和安防系统、智能交通系统以及互联网等领域［1-4］。CCD应用的关键之一是驱动电路的设计。因不同厂家生产的CCD其驱动时序不尽相同，H同一厂家生产的不同型号的CCD其驱动吋序也不完全一样，从而使CCD驱动电路设计很难实现规范化，因此用户必须认真面对CCD驱动电路的设计问题［5-10］。随着EDA软件平台的不断进步，在设计CCD驱动电路方面，EDA软件发挥着不可替代的作用。CCD驱动电路的设计既能充分利用学生现有的数字电路、模拟电路的知

6、识，又具有一定的实用价值。因此我院针对本科生开设了基于线阵CCD的综合实验，使学生熟悉线阵CCD的棊本工作原理以及其测量原理，同时在实验课下让学生完成线阵CCD驱动电路的设计与仿真，并进行仿真结果的验证和检査。本实验课程使学生在分析、设计和动手能力等方面得到提高，同时使实验教学和课堂教学紧密结合。基于此，本文以东芝公司线阵CCD图像传感器TCD2252D为例，探讨了在实验课程屮EDA软件在线阵CCD驱动电路设计屮的应用，并给出几种实用的设计方案。1利用Multisim设计1C电路图1引用东芝公司TCD2252D技术手册，给出了T

7、CD2252D线阵CCD驱动电路的各个驱动脉冲的吋序要求。本文所有的时序设计均以此为依据。在设计驱动电路吋，首先以高低电平的时序关系为主要设计对象，待后期进行调试时再考虑上升沿与下降沿的影响。图1线阵TCD2252D驱动电路的驱动脉冲时序要求下载原图Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,是一款很好的EDA（ElectronicDesignAutomation）设计软件，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。在进行实际电路的搭建时，首先利用Multisim进行时序电路图的设计，然后

8、进行仿真。为之后实物搭接的电路实验进行指导，方便其调试与修改。本文所设计的电路图如图2所示。图2线阵TCD2252D驱动电路的Multisim设计电路图下载原图木方案的总体设计的步骤是:先形成满足占空比的波形，然后对各个波形进行延吋以达到满足CCD吋序驱动的要求