CCD器件驱动的方案设计.doc

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1、CCD器件驱动的方案设计2012级电子信息科学与技术01班20126666张益达一.本组所选的主要器件1.TCD1206UD,一种典型的二相线阵CCD。简介：由2236个pn结光电二极管构成光敏元阵列，其屮前64个和后12个是用作暗电流检测而被遮蔽的，；中间的2160个光电二极管是曝光像敏单元,图中S”表示。奇、偶数光敏元分别与两边移位寄存器和连。移位寄存器的毎一•位（像素）有两个M0S,其中的一个M0S与光敏元相连,并接◎脉冲，另一个不直接与光敏元相连，接◎脉冲。其像素数量与光敏元相同。每个光敏单元的尺寸为14Pm长、14刚高，中心距亦为14叽光敏元阵列总长3

2、0.24mm,光敏元的两侧是用作存储信号屯荷的M0S电容列。M0S电容阵列两侧是转移栅电极SI【，转移栅的两侧为CCD模拟移位寄存器，其输出部分由信号输出单元和补偿输出单元构成。主要特性：1）驱动方便TCD1206LD的四路驱动脉冲均可由CMOS逻辑器件HC7404直接提供0.3V到5V的脉冲，因为在芯片的内部己经设置了电平转换器。2）灵敏度高TCD1206UD的光电灵敏度为45V/1X•s,它的饱和曝光量为0.0371x•s。虽然低于TCD1208AP（110V/lx-s,O.Ollx-s）,但它的动态范围1700比TCD1208AP（400）高得多。3）光谱

3、响应TCD1206UD的光谱响应的峰值响应波长h为550nm,长波限为1100nm,短波限可延长到紫外谱区。500600700800900100011001200波长（nm）图4-6光谱响应O8642••••oooO04004）温度特性当环境温度由零度增长到60°C时，它的信号输出端比几乎没有太大的变化。5）积分吋间与喑电压的变化关系TCD1206UD是积分器件，随着积分吋间的增长，积累的喑电荷也随之增长。6）TCD1206UD的特性参数特性参数符号最小值典型值最大值单位备注灵敢度（响应）R334556V/lxS对于发光二极管（660nm）光源的响应为600V/

4、lx-s像敏单元不均匀性PRNU—1020%寄存器不平衡性RI——3%饱和输岀电压^SAT1.51.7V饱和曝光量SE—0.037—lxs暗信号电压^DRK12mV所有有效像素单元暗信号的最大值暗信号电压不均匀性DSNU—23mV特性参数符号最小值典型值最大值单位备注直流功率损耗Pd—140180mW总转移效率riE92——%输岀阻抗z。——1.0kQ驱动频率f2.0MHZ动态范围Dk1700直流信号输岀电压4.55.57.0V直流参考输岀电压^DOS4.55.57.0V直流失调电压20mV1.D74HC04,6通道单输入输出反相器。概述：D74HC04是一种高

5、速CMOS器件，兼容低功耗肖特基TTL电路74LS04.主要特性：1）采用CMOS工艺2）宽电压工作范围：3.0V—5.0V3）6通道反相器4）封装形式:SOP14vcc2111

6、io

7、9■M*A1■or>J1IjJ[±

8、C[5j6GND双列直插封装3.0P27,运算放大器。主要特性：0卩27精密运算放大器兼有0卩07的低失调电压和漂移特性与高速、低噪声特性。失调电压低至25最大漂移为0.6PV/。&因血该器件是精密仪器仪表应用的理想Z选。极低噪声(10Hz时en=3.5nV/VHz),低1/f噪声转折频率(2.7Hz)以及高增益(180万)，能够使低电平信号得

9、到精确的高增益放大。8Mik增益带宽积和2.8V/Hs床摆率则可以在高速数据采集系统屮实现出色的动态精度。利用偏置电流消除电路，0P-27可实现±10nA的低输入偏置电流。在整个军用温度范围内，此电路通常可以将IB和I0S分别保持在±20nA和15nA。输出级具有良好的负载驱动能力。±10V保证摆幅(600Q负载)和低输出失真，使0P27成为专业音频应用的绝佳选择。电源抑制比(PSRR)和共模抑制比(CMRR)均超过120dBo二、CCD驱动电路设计框图与电路图1・设计框图如下电源驱动器信号?页处理存储器CCD跚弃AD转换计算机串口通2.CCD驱动电路图+12V

10、TR21015C12GXD・l

11、_

12、PCap2D74HCO4$si[FT3IAVDD1Y6A2A6Y2Y5A3A5Y3Y4AGND4Y1312Tg^Z9^SHlSSH-t-5V丰CM0」uFBoBR!ReC150TRI10153严卜Re>215021116[5141TCD1206*nSHNCNCNCNCNCHcp-cccccccsn^nnnnnnnR7^==hIK■12V4P3Header4VOSVOS•INV*册OUTV-NCcer5OP27TGNDIIHeder41.设计说明由晶体振荡器构成的脉冲信号源产牛主吋钟4。◎脉冲经可编程逻辑器件ISPLS1产牛%5

13、,如四路骡动脉冲。TCD