高分辨高灵敏度 CCD图像传感器驱动时序设计许涛1,张振海1, *,石志国2,张东红3,侯帅1,张亮1,王健1,

在分析面阵CCD图像传感器结构和驱动时序基础上,针对高分辨率高灵敏度ICX694ALG大面阵CCD图像传感器 ,研究其驱动时序发生器。以现场可编程门阵列 ( FPGA) 作为硬件平台 ,通过Verilog HDL硬件描述语言对该驱动时序发生器进行了硬件描述,采用ISE软件进行功能仿真,并针对XILINX公司的可编程逻辑器件XC3S1000进行了硬件适配。仿真测试表明,FPGA驱动时序发生器能够满足高分辨高灵敏ICX694ALG大面阵CCD图像传感器驱动要求,达到了设计要求。     

基于FPGA的全帧型面阵CCD驱动时序设计

在介绍全帧型面阵CCD的结构和特点的基础上,分析了该类型CCD的驱动信号和时序,并针对CCD442A型CCD设计出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的全帧型面阵CCD驱动时序。采用集成开发环境和自上而下的模块化设计方法,实现了硬件设计的软件化,提高了开发效率。     

积分时间可调的CCD相机驱动时序设计与实现

在分析帧转移CCD的结构和驱动时序的基础之上,对时序关系和积分时间选择进行了计算,并给出积分时间可调的循环嵌套时序设计方案.以现场可编程逻辑门阵列为硬件载体,用硬件描述语言对方案进行设计.考虑到CCD驱动时序复杂、相位要求严格,提出运用锁相环技术进行高频信号的精确移相,用嵌入式逻辑分析仪对时序进行采样验证,在CCD电路板上实现了积分时间可调的CCD空间相机驱动时序.     

高速CCD摄像机驱动时序发生器的设计及基于CPLD技术的实现

在分析DALSA公司的IA D1型高速CCD器件驱动时序关系的基础上 ,设计了可调曝光时间的高速摄像机驱动时序发生器。选用复杂可编程逻辑器件 (CPLD)作为硬件设计平台 ,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述 ,采用EDA软件对所设计的驱动时序发生器进行了功能仿真 ,针对Lattice公司的可编程逻辑器件ISPLSI5 2 5 6进行适配。系统测试结果表明 ,所研制的驱动时序发生器不仅可以满足高速CCD摄像机的驱动要求 ,而且还能够调节其曝光时间     

基于CPLD的空间面阵CCD相机驱动时序发生器的设计与硬件实现

在分析e2v公司的CCD47-20 Backthinned NIMO型CCD器件驱动时序关系的基础上, 设计了可调帧频和曝光时间的空间面阵CCD相机驱动时序发生器及其硬件电路.选用可编程逻辑器件作为硬件设计载体,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述.针对ALTERA公司的EPM9400LC84-15对设计进行了RTL级仿真及配置,完成了时序发生器的硬件电路.硬件实验结果表明,所研制的驱动时序发生器不仅可以满足空间CCD相机的驱动要求,而且还可以调节帧频和曝光时间.     

基于CPLD的可选输出CCD驱动时序设计

在分析了CCD器件驱动时序关系的基础上,设计了可选输出的驱动时序发生器.作为卫星上的有效载荷,CCD成像系统可以根据入射能量的多少及探测分辨率的需求,以单像元或像元二合一方式输出.选用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为硬件设计平台,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述,采用Maxplus Ⅱ对所设计的驱动时序发生器进行了仿真,针对Altera公司的可编程逻辑器件EPM7128SLC84-7进行适配.系统测试结果表明,所研制的驱动时序发生器可以满足高速CCD成像仪的驱动要求.     

基于CPLD的面阵CCD驱动时序发生器设计及其硬件实现

在分析FTT1010-M型面阵CCD图像传感器驱动时序关系的基础上，设计了可调曝光时间的面阵CCD驱动时序发生器及其硬件电路．选用CPLD器件作为硬件设计平台，使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述．采用QuartusⅡ对所设计的驱动时序发生器进行了功能仿真，并针对ALTERA公司的EPM7160SLC84—10进行了RTL级仿真及配置．硬件实验结果表明，所设计的驱动时序发生器不仅可以满足面阵CCD图像传感器的驱动要求，而且还能够调节其曝光时间．     

基于FPGA的空间面阵CCD相机驱动时序发生器与下位机的一体化设计

在分析e2v公司的CCD47—20 Backthinned NIMO型CCD器件驱动时序关系的基础上，结合空间面阵CCD相机电子系统的总体要求，完成了基于FPGA的驱动时序发生器与下位机的一体化设计。选用FPGA器件作为硬件设计载体，使用VHDL语言对一体化的时序与控制通信系统进行了硬件描述。针对ALTERA公司的FPGA器件EP1C6Q240C8对设计进行了RTL级仿真及配置，完成了一体化系统的硬件电路。硬件实验结果表明，所研制的基于FPGA的一体化的时序与控制通信系统不仅可以满足CCD芯片和视频处理的时序要求，还可以与CCD相机上位机进行可靠的串行通信，监测和控制相机的工作状态．     

基于CPLD的线阵CCD光积分时间的自适应调节

在分析SONY公司的ILX533K型CCD驱动时序的基础上,设计了单片机控制下的光积分时间自适应调节系统.选用CPLD器件作为硬件设计载体,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述.采用MAX+PLUS Ⅱ软件对所做的设计进行了功能仿真,并针对ALTERA公司的CPLD器件EP1K50进行了RTL级仿真及配置.系统测试表明,所设计的光积分时间自适应调节系统可以满足光积分时间的快速自适应调节.     

基于Verilog的线阵CCD驱动时序设计

针对东芝公司生产的TCD1209D芯片,介绍了一种基于Verilog语言的线阵CCD驱动方案,给出了关键部分的程序代码。采用Modelsim软件对设计方案进行了功能仿真,针对ALTERA公司的现场可编程门阵列EP2C8Q208C8N进行了适配。实验结果表明,该设计方案功耗小,抗干扰能力强,可移植性好,具有较高的开发效率。     

基于线阵CCD的扫描镜角位置测量技术

扫描转镜是现代光电系统中广泛应用的装置。扫描转镜的位置需要精确控制,线阵CCD探测器具有像素高,响应频率高等特点。介绍了以TCD1501C作为光学传感器,利用可编程逻辑器件作为处理单元的角位置测量设计,包括驱动时序、视频输出差分电路、CCD信号检测处理等设计。实现了精度可达到0.02mrad的小角度测量。     

高分辨率光谱仪线阵CCD采集系统设计

为了满足高分辨率光谱仪高灵敏度、高分辨率、低噪声的技术要求,设计了用于微光成像系统的背照式CCD驱动电路及主控电路。线阵CCD采集系统采用Altera公司的MAX X系列FPGA作为核心控制器件,为线阵CCD提供多路驱动信号;线阵CCD探测器输出模拟信号经过信号预处理及AD采样,变换为数字信号后通过USB接口模块发送给光谱仪。通过将线阵CCD采集系统安装到高分辨率光谱仪,对汞灯谱线进行特征峰测试,光谱分辨率可以达到0.062 nm,满足高分辨率光谱仪的探测要求。     

基于CPLD工作模式可调的线阵CCD驱动电路设计

针对传统驱动电路一旦做出修改,则需对硬件或程序进行改变的缺点,以型号为TCD1707D的线阵CCD为例,介绍了一种工作模式可调的驱动方法.该方法是利用复杂可编程逻辑器件和控制外端结合,通过分别设置内外触发来实现的.在外触发模式下,利用外触发脉冲,可由用户控制CCD的曝光和信号输出时间;内触发时,可以调节CCD的积分时间和驱动频率.为提高信号输出质量,针对EMC问题给出了线阵CCD的外围驱动电路.实验结果表明,该方法调试方便、电路结构简单、集成度较高、输出信号可靠稳定、受干扰小,可配合多种用户需要,对高速精确测量及线阵推扫模式具有一定参考价值.