CCD驱动电路及处理电路设计.pdf

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1、线阵CCD系统设计童列树选型：选择TCD1209D线阵CCD即能满足要求,型号像元尺寸有效像元素典型灵敏度动态范围最高频率外形尺寸参考电压TCD1209D7x7x720483120002041.6*9.6512系统设计：分为两步：驱动电路设计和信号处理电路设计，两者所构成的系统图如下驱动电路设计：TCD1209D采用双向时钟驱动，要正常驱动此CCD工作，除了要提供电源外，还需提供6个驱动的信号：SH转移脉冲信号、RS复位脉冲信号、CP缓冲控制脉冲信号、Ф1和Ф2（Ф2b）模拟移位寄存器的驱动双相脉冲

2、信号。其中Ф2和Ф2b都是Ф2转移电极的驱动信号，只是Ф2b在模拟移位寄存器上所处的位置最靠近输出端，信号电荷将从Ф2b电极下的势阱通过输出栅转移到输出端。但是Ф2b和Ф2的时序是一样的，可以合为一路信号，所以CCD实际上只要5路信号。转移脉冲SH的高电平期间，驱动脉冲Ф1必须为高电平，而且保证SH的下降沿落在Ф1的高电平上，这样才能保证光敏区的信号电荷并行地向模拟移位寄存器的Ф1电极转移。完成信号电荷的并行转移后，SH变为低电平，光敏区与模拟位移寄存器被隔离。在光敏区进行光积累的同时，模拟位移寄存

3、器在驱动时钟中Ф1和Ф2的作用下，将转移到模拟移位寄存器的Ф1电极里的信号电荷向输出方向移动，在输出端得到被光强调制的序列脉冲输出。ADC的选择：对于驱动电路来说，还要对ADC进行控制，系统所用的数模转换芯片是AD9224。AD9224是一款12位，40MSPS的高性能的模数转换器，它具有高性能采样保持放大器和参考电压参考。因为AD9224使用的时候受ADC时钟的控制，图3所示是其工作的采样时序图。AD9224概述：AD9224是一款单芯片、12位、40MSPS模数转换器（ADC），采用单电源供电，

4、内置一个片内高性能采样保持放大器和基准电压源。AD9224采用多级差分流水线架构，内置输出纠错逻辑，在40MSPS数据速率时可提供12位精度，并保证在整个工作温度范围内无失码。AD9224特性AD9224参数低功耗：415mWAD9224基本参数+5V单电源分辨率(Bits)12保证无失码吞吐率40MSPS微分非线性（DNL）误差：±0.33LSBAD9224其他特性片内采样保持放大器和基准电压源工作电压(V)4.75-5.25信噪比（SNR）：68.3dB输入通道数1无杂散动态范围（

5、SFDR）：81dBAD9224封装与引脚超量程指示SSOP28数据输出格式：标准二进制28引脚SSOP封装与3V逻辑兼容信号的调理：在带有模拟电路的设计中，信号的调理成为不可缺少部分。系统中的信号调理电路主要用来对CCD输出的模拟电压信号，进行简单的放大，以及对信号的滤波处理，电路设计图如下：，电容C1选择10uf图像处理：运用matlab软件，处理程序如下clcclearfilename=’文件位置’;raw_data=zero(2048,1)fid=open(filename,’rb’

6、);data_raw=fread(fid,[2048,1],’unit16’);fclose(fid);[m,n]=max(data_raw)disp(‘location=’)n/2048*2048*14