线阵ccd特性测试实验

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1、YUNNANNORMALUNIVERSITY本科学生实验报告学号姓名学院物电学院专业、班级12级光电子班实验课程名称线性CCD特性测试实骑教师及职称开课学期至2015学年_学期填报时间年4月_円云南师范大学教务处编印一、实验设计方案实验序号实验时间实验名称24月13日实验室同析3栋216小组成员邬建飞马子芳张涛线性CCD特性测试实验1.实。验0的：通过对典型线阵CCD在不同驱动频率和不同积分情况K输出信号的测量，进一步掌握CCD的有关特性，掌握积分时间的意义，以及驱动频率与积分时间对CCD输出信号的影响。2.实验原理、实验流程或装置示意图两

2、相线阵CCD电荷传输原理示意图如图2-1所示:a萵电位令，低电位图2-1两相线阵CCD电荷传输原理示意图每一相有两个电极（即原理屮的一个CCD转移寄存器的MOS电容实际屮用两个），这W个电极与半导体衬底间的绝緣体厚度不同，在同一外加电压下产生两个不同深度的势井,绝缘体薄的那个MOS电容比绝缘体厚的那个MOS电容势井深，只要不是过多的电荷引入，电荷总是存于右边那个势井。图b显示了相位相差1800的驱动脉冲为高电位，02为低电位时M0S电容的势井深度及电荷存储情况。图c表示O1和电位相等时的情况，这时电荷还不能移动；图d显示了山1力低电位，02

3、力高电位时的情况，这时电荷流入02相的势井。当和02电位再相等时停止流动。电荷传输机理证明，电荷从一个势井传输到下一个势井需要一定的时间，且电荷传输随时间的变化遵循指数衰减规律，只有由和02的频率所确定的电荷传输时间人于或等于电荷传输所需要的时间，电荷才能全部传输。但在实际应用中，从工作速率考虑，由频率所确定的电荷传输时间往往小于电荷本身传输所耑要的时间。这就是说，电荷的转移效率与驱动频率有关。驱动频率越低，输出信号越强。积分时间为光电转换的时间，显然，积分时间越长，光敏区的MOS电容存储的电荷越多，相应输出信号越强。3.实验设备及材料1、

4、光电技术创新综合实验平台1台2、双踪同步示波器（20MHz以上）1台3、线阵CCD模块1块4、连接导线若干5、光源特性测量模块1块6、CCD光路组件1套7、航今插座连接线1根4.实验方法步骤及注意事项（一）、不同频率与不同光强下测量物体的变化1、用航空插座连接线，将CCD光路组件连接到线阵CCD模块。（线阵CCD模块上面的短路块J9的2、3用短路帽连接）2、将CCD光路组件连接到光源特性测试模块，具体方法是：CCD组件红色迭插头连接到光源特性测试模块的J306台阶插座，黑色的迭插头连接光源特性测试模块的J307台阶插座，光源特性测试模块K3

5、01拨到“恒流”，k302拨到“电流源”。按下光源特性测试模块电源开关。3、将中号物片放入CCD组件的物片窗口（注意保持与CCD组件表面的垂直），打开模块的电源幵关。将积分时间开关置于0档，驱动频率开关置于2档，用CH1探头测足SH并使之同步，用CH2测量输出信号Uo,调整光源驱动（光源特性测试模块的W302电位器），使UO信号较力圆滑，观测SH与Uo的关系，并画出其波形图。4、改变CCD像敏元的照度，观察输出信号UO的波形变化。画出当光强变化时输出信号UO波形图。5、积分时间不变，改变驱动频率完成1，2步骤的实验闪容。6、分析上述实验现象

6、，并说明驱动频率与输出信号的变化关系。为什么当驱动频率过低吋UO无输出信号。（二）、不同积分时间与不同光强下测量物体的变化1、将屮号物片放入CCD组件的物片窗口（注意保持与CCD组件表而的垂直），打开模块的电源开关。将驱动频率开关罝于3档，积分时间开关罝于0档，用CH1探头测量SH并使之同步，用CH2测量输出信号Uo,观测SH与Uo的关系，并画山其波形图.2、改变CCD像敏元的照度（通过调节光源特性测试模块的W302电位器，减小LED面光源光强），观察输出信号U0的波形变化。画出当光强变化时输出信号U0波形图。3、驱动频率不变化，改变积分时

7、间完成1,2步骤的实验内容。4、分析上述实验现象，并说明积分时间与输出信号的变化关系。5、关机结束。关闭线阵CCD模诀电源，关闭示波器电源。5.实验数据处理方法画图分析法3.参考文献[1]王瑞，孙卫平，李宏兵，棊于面阵CCD的激光高速摄影技术在弹道测试屮的应用[J].弹箭与制导学报.200,29(5)：197〜199.[2]胡潮，荣健，CCD的发展现状及展望[J].仪器仪表学报，2005,26(8)：718〜720;[3]李庆祥.实用光电技术[M].北京：中国计量出版社，1996二.实验报告1.实验现象与结果1.对实验现象、实验结果的分析及

8、其结论1.实验总结通过本次实验，我们对典型线阵CCD在不同驱动频率和不同积分情况下输出信号的测量有了一定的了解，进一步掌握了CCD的有关特性，由于条件的限制，我们的实验不是太顺利