CCD连续转移技术研究

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1、第36卷第3期航天返回与遥感2015年6月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING33CCD连续转移技术研究董龙梁楠（北京空间机电研究所，北京100094）摘要文章介绍了CCD的两种垂直转移模式：突发转移模式和连续转移模式。通过对两种模式工作原理的对比，分析了连续转移模式对系统动态调制传递函数（MTF）的提高并举例说明。然而连续转移模式时垂直转移时序的上升/下降沿处于CCD水平转移工作时间内，造成上升/下降沿对应像元出现串扰问题。文章提出了硬件和软件两种解决方案，硬件方式采用RC电路或数模电路使得驱动信号波形化，降

2、低串扰能量；软件方式采用数字校正的方法，通过实时提取定标得到的校正系数进行图像校正解决串扰问题。文章最后讨论了两种方式的优缺点以及应用中的限制条件，并认为，采用软硬件结合的方式可以有效解决连续转移模式产生的串扰问题。关键词电荷耦合器件突发转移连续转移串扰调制传递函数中图分类号:TP212文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)03-0033-07DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2015.03.005ResearchofCCDSequentialTransferTechnologyDONGLongLI

3、ANGNan（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractTwoverticaltransfermodesofCCDisintroduced:abrupttransferandsequentialtransfer;bothoftheworkingprincipleareexplained,andthesequentialtransfermodeadvancestheDynamicModulationTransferFunction（MTF

4、）.Howeverthesequentialtransferresultsintherising/fallingedgeofverticaltransfertimingduringhorizontaltransfertimingworking,andcausesthecrosstalkinthecorrespondingpixel.Twoso-lutionsofhardwareandsoftwarearediscussed.Forthehardware,thecircuitofRCorDAdrivesthetimingoftrapezoi

5、dalorsinewaveform,andreducestheenergyofcrosstalkandforthesoftwarethecrosstalkiscorrectedbyusingcalibrationcorrectionfactor.Experimentsshowthatthecrosstalkcausedbysequentialtransfermodelcanberemovedwithsofthardware.Theadvantagesanddisadvantagesofhardwareandsoftwarearecompa

6、red,andthelimitingconditionsforoperationandforthediscussed.Keywordscharge-coupleddevice;abrupttransfer;sequentialtransfer;crosstalk;modulationtransferfunction0引言在高分辨率对地成像时，为了减小系统相对孔径，提高像面能量，通常采用TDICCD或采用面阵CCD工作在TDI模式下，这就要求电荷转移速度与地面景物移动速度同步。但是这种同步是一种相对的同步。在垂直驱动信号作用下，在极短的时间

7、内电荷在CCD中从一个像元转移到另一个像元，而与其对应的地面景物却是连续地从上一个像元转移到下一个像元。这就造成了局部的不同步，会造成系统调收稿日期：2015-04-0734航天返回与遥感2015年第36卷[1]制传递函数（MTF）下降，即系统的动态MTFv要远远低于静态MTFs，如图1所示。图中归一化空间频率指图像的空间频率f与其奈奎斯特频率fN的比值f/fN。图1动态MTFv与静态MTFs比较Fig.1ThecomparisonbetweendynamicMTFandstaticMTF这种地面景物在焦面的像的移动与光生电荷移动的不匹配

8、称为像移，为了解决MTFv的损失，通常[2-3]采用光学像移补偿、机械像移补偿和电子像移补偿。CCD连续转移模式属于电子像移补偿的一种，该方法能够在不增加系统体积、质量和功耗的情况下提高相机的