32通道TDICCD遥感相机模拟前端电路设计

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1、第36卷第1期航天返回与遥感2015年2月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING4932通道TDICCD遥感相机模拟前端电路设计王栋韩志学翟国芳（北京空间机电研究所，北京100094）摘要在TDICCD遥感相机成像系统中，模拟前端电路性能对提高系统信噪比具有重要作用。为了提高成像系统的信噪比，需要对模拟前端电路进行优化设计。在分析模拟前端电路各部分功能的基础上，采用CCD视频处理器件实现32通道模拟前端电路的方案设计，合理设置前置滤波放大电路带宽并完成仿真，确定相关双采样箝位和采样脉冲相位，设计低电压差分信号发送电路，对高速串行发送接

2、口电路误码率进行测试，最终采集图像并完成图像信噪比计算。工程实践结果表明，在像素时钟为5MHz时，系统的信噪比可以达到52dB，满足实际工程应用需求。关键词多通道模拟前端电路相关双采样串行输出遥感相机中图分类号:TN401文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)01-0049-08DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2015.01.007DesignofAnalogFrontEndCircuitforTDICCDRemoteSensingCamerawith32ChannelOutputSignalWANGDongHANZh

3、ixueZHAIGuofang（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractTheanalogfrontendcircuitofimagingsystemforTDICCDremotesensingcameraplaysanimportantroleintheevaluationofspecificationofsignaltonoiseratio(SNR).ToimprovetheSNR,theanalogfrontcircuitmustbecarefull

4、ydesigned.Basedontheanalysisofthefunctionofeverycircuitpart,thearticleusesaCCDvideosignalprocessingdevicetoimplementthe32channelanalogfrontendcircuit.Withthebandwidthsimulationofthepost-amplifier,thephaseandpulsewidthofclampandsamplepulsearedetermined.Thedesignoflowvoltagedifferenti

5、al-signalcircuitandthetestsofthebiterrorrateofhighspeedserialtransmissioninterfacecircuitarefinished.ThefinalresultsshowthattheSNRcanreachupto52dBwhenthepixelrateis5MHz,whichcanmeetthedemandsfortheapplicationofrelatedpracticalengineering.Keywordsmulti-channel;analogfrontendcircuit;c

6、orrelateddoublesample;serialoutput;remotesensingcamera0引言电荷耦合元件（CCD）具有信号动态范围大、量子效率高以及电荷转移效率高等优点，在光电探测及成像领域获得广泛应用，而具有时间延迟积分（TDI）功能的TDICCD也在光学遥感相机领域广泛使[1]用。随着CCD设计、制造工艺的不断发展以及成像领域应用的需要，TDICCD器件像元数量不断增加，像元尺寸不断缩小，同时集成多个光谱谱段的信息，像元速度不断提高，使其模拟信号输出通道大幅增收稿日期：2014-07-2350航天返回与遥感2015年第36卷加，同时信

7、号输出电压幅值也相应减小。如果对模拟前端电路的噪声信号处理不当，将减小TDICCD工作动态范围，降低图像信号品质，从而限制TDICCD成像系统的应用功能。因此，在高速成像系统中为了获得较高品质的图像，TDICCD成像系统模拟前端电路（AFE）的设计非常关键，因为在高速情况下[2-4]模拟前端电路更容易引入干扰和噪声。本文选择一款TDICCD成像系统模拟前端电路专用器件来处理CCD模拟信号频率为5MHz的32通道TDICCD信号，设计完成模拟前端电路的方案，重点从模拟信号滤波放大电路的带宽设置、相关双采样（CDS）技术箝位、采样脉冲相位选择、高速串行信号发送Se

8、rDes（Serializer/Des