高速面阵CCD图像采集系统的设计

高速高分辨率CCD器件的实用化是近年图像采集领域的一个研究热点.选用科学级柯达新型高分辨率可见光面阵CCD KAI-0304设计了一种高速图像采集系统.该系统采用KSC-100作为时序发生器驱动面阵CCD和信号处理器AD9840A,实现对CCD面阵输出模拟信号的高速A/D转换,并将信号快速转存至片外SDRAM存储器,经USB采集系统将数据发送到计算机.系统采用相关双采样(CDS)技术滤除信号中的相关噪声,提高了系统的信噪比,采集速度达40 Mbit/s,具有集成度高、低噪声、数据传输速度快等特点.经测试,系统工作稳定,为高端科学级CCD面阵的实用化提供了一种设计方案.     

高采样频率弹载加速度测试系统的设计

针对在某些测试条件下需要高采样频率的要求,提出一种基于一款可实现高采样频率AD转换芯片（AD9235）的弹载加速度测试系统设计方法。由CPLD控制该AD转换芯片进行模数转换并控制将转化的数据存储到非易失性铁电存储器中,该系统可实现高采样频率为2MHz,体积小,功耗低,耐高过载。经现场实验成功测得弹体在空气炮膛内做加速运动的加速度信号。采用MATLAB软件将系统采集的加速度信号曲线积分得到速度曲线,与现场采用光测速的方法测得的速度相吻合。     

基于TMS320VC5509与AD7322的数据采集系统的设计

为了提高数据采集系统的采样速度、转换精度、降低系统功耗,设计了一种采用TI公司的C5000系列定点DSP芯片TMS320VC5509和ADI Device公司的2通道的、软件可选的、双极性输入的、最高转换速率是1MSpS、12位的带符号的逐次逼近型串行AD7322的数据采集系统,并阐述了该系统的主要硬件电路的搭建原理、连接方法以及采集过程。该系统的前端数据采集单元采用2160像元的TCD1206SUP线阵CCD作为图像传感器,CCD输出的视频信号经过一个二阶有源低通滤波电路进行滤波后,被高速串行A/D转换器AD7322采集并转换成数字信号,然后将数字信号送进DSP。通过测试表明,该系统设计方案合理,达到了设计目的和要求。     

基于AD7862和dsPIC30F的数据采集系统

为提高数据采集系统的采集精度和转换速度.设计基于AD7862和dsPIC30F6010A的数据采集系统,详细介绍AD7862和dsPIC30F6010A的特点和性能;并介绍该系统硬件部分和软件部分,实践证明,该系统取得很好的效果.本系统还采用SD卡作为存储器,实现数据存储功能.     

基于NAND FLASH的双备份数据存储器的设计与实现

针对航天飞行器恶劣的工作环境,并结合相关课题的任务要求和技术指标,设计了一种可以工作在高温、高压、高冲击、高过载环境下的数据存储装置。选用美国Xilinx公司生产的XC3S400型号FPGA作为中央控制处理器,控制AD芯片实现对4路采样频率为27KHz噪声信号的同步采集,同时控制RS-422异步串行通信接口接收一路码率为9830400bps的PCM数据流。最后将采集编码后的4路噪声信号和PCM解码数据按一定的帧格式进行混合编帧后双备份并行存入NAND型FLASH中。通过大量实验对固态存储器的各项性能进行测试,测试结果表明,固态存储器能够实现对四路噪声信号及一路PCM数据的准确采集及实时可靠存储,完全符合设计要求     

基于FPGA的侵彻过程数据采集系统设计

针对传统侵彻过程数据处理繁琐、采集效率低的不足,设计了一套基于FPGA的3轴高g值传感器数据解算自动采集系统。设计中以XC3S400为主控单元,MATLAB-GUI作为上位机软件开发平台。传感器产生电压信号经过主放大器INA827芯片,通过A/D转换器AD7934采样,将采样后信号存储到Flash中,经由FT2232C芯片通过USB传回计算机进行数据解算。通过实际测试验证,该系统不仅可以满足侵彻过程中数据的实时采集存储的要求,同时完成了侵彻过程数据处理解算。将数据采集与解算集成,提高了侵彻过程解算效率。     

基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统研究

为实现光谱数据高效稳定的采集、存储、传输及显示,提出了基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统的实现方法。系统完全依靠FPGA控制线阵CCD模块及AD转化模块、信号调理模块、电源模块,完成光谱数据采集、存储。通过USB2.0接口将数据稳定传输至上位机,对光谱数据进行中值与小波混合算法去噪处理,最终获取光谱曲线。系统使用标准卤钨灯进行测试,测试结果表明,系统能够实现光谱信息采集、传输和显示。通过对比中值滤波、均值滤波、小波阈值去噪和混合去噪算法的去噪效果,混合算法信噪比分别提高了3.9%、2.5%和1.8%。     

激光雷达图像采集处理技术研究

图像采集处理系统是激光成像雷达系统的重要组成部分,文中简要介绍了一种主／从计算机结构的图像采集处理系统的设计、组成、工作过程及软件流程。利用主／从计算机的中断功能实现图像数据的帧实时采集、处理和显示。采用CPLD设计了专用的DMA控制器并与从计算机ADSP21020共用两片机同的双端口存储器,通过同步切换存储器控制完成连续的图像缓存和采集处理。试验结果表明,该系统能很好地完成激光成像雷达的帧实时采集处理和显示。     

基于CPLD的线阵CCD信号采集系统设计

文中基于复杂可编程逻辑器件设计一款高分辨率的线阵CCD信号采集系统。利用Verilog硬件描述语言进行了CPLD控制模块以及逻辑单元的程序设计,由图像专用A/D芯片中的相关双采样等特殊功能,实现了对CCD输出信号的噪声处理和模数转换,通过USB2.0接口实现了计算机终端采集和控制指令的实时传输。采用CPLD的设计方法具有驱动时序精确、采样速率快、抗干扰性强和输出信号稳定等特点。仿真结果证明,系统总体性能较好,上位机能正确显示采集到的CCD数据,噪声在允许的范围内,在不同的工作环境下,系统性能稳定。     

通用线阵CCD采集系统设计

针对设计微型光谱仪时常会根据需要更换CCD,PDA的现状,采用Cypress公司的AD2131Q和Cyclone系列FPGA设计适用于多种线阵CCD和小型面阵CCD的通用采集系统．设计16口入8口出异步FIFO,提供192Kb高速缓存空间。USB器件采用快速读入方式,极大提高了数据传输速度。系统实现了多种线阵CCD采集,同时也实现了相关双采样技术,具有快速、便捷、模块化的特点。     

基于CPLD的面阵CCD驱动

为实现对面阵CCD的驱动,采集实时图像,设计了电源驱动和数据转换系统。系统采用复杂可编程逻辑器件（CPLD）对一款薄型背照式面阵CCD进行驱动。使用Verilog硬件描述语言（HDL）编写CPLD控制模块,控制CCD的信号采集、信号转移和信号传输。根据CCD的数据手册,设计CCD所需的电源,以便对其进行驱动。利用A/D芯片中的相关双采样（CDS）特点,对输出的视频信号进行处理,过滤视频信号中的复位噪声和1/f等低频噪声,提高系统的信噪比。该系统采用CPLD作为核心控制器件,充分利用了CPLD高速并行且"可编程"的特点,和CCD对环境变化的高度敏感,使得信号采集和传输的速率均较快,且输出视频信号稳定。     

应用于智能相机的图像采集电路实现

介绍了一种基于CCD图像传感器的图像采集电路.给出了CPLD驱动面阵CCD获取图像并由相关双采样和模数转换器完成模数转换的系统框图,并在此基础上介绍了ICX415面阵CCD的驱动时序与驱动电路实现.给出了通过VHDL语言对CPLD编程的思路,通过对波形的仿真验证了驱动时序的正确性.     

基于CPLD的多通道数据采集系统

数据采集技术是信息科学的一个重要分支,与传感器技术、信号处理技术、计算机技术共同构成了现代检测技术的基础.详细介绍了数据采集系统的设计方案、组成结构及其特性.该采集系统由采样保持器、AD转换器、CPLD、USB控制芯片、软件设计等组成.采用Altera公司的EPM7128芯片为控制器的核心器件,设计了一种基于CPLD的...     

大幅度CCD输出信号降噪的相关双取样电路

电荷耦合器件(CCD)的输出信号构成复杂,包含有典型的KTC、1/f等类型的噪声,需要进行专门处理后才能获得与入射光信号相对应的高信噪比信号。文章针对具有较大幅度的CCD输出信号,采用宽电压工作的独立运放满足幅度较大的信号处理要求;通过在同一个运算放大器上实现噪声保持及信号采样的形式,消除了不同通道增益差异对信号的影响,获得了较高线性度的信号处理效果;同时结合CCD驱动器的设计,获取相关双取样技术所需的采样及保持脉冲信号,增强了采样与CCD输出信号间的关联程度,从而进一步提高了相关双取样技术消除CCD噪声的效果。采用这种信号处理电路后,将原来噪声处理的水平从约22 mV提高到了约1 mV,并且在一种精密的位移测量系统中得到应用,最后就具体电路设计的难点及注意事项进行了阐述。     

应用于海洋观测的TDI-CCD驱动电路的设计

面阵CCD及线阵CCD不能胜任海洋目标观测的要求,选用具有高信噪比高灵敏度的时间延迟积分CCD(Time delay integration CCD, TDI-CCD)作为 探测器并实现其驱动电路。在图像采集过程中,TDI-CCD探测器使用两个读取端口输出。 该探测器驱动电路产 生TDI-CCD和A/D的驱动时序。CCD的模拟输出信号被A/D采样,转换成可被计算机识别 的数字信号。采用FPGA作为主控芯片,产生驱动时序,接收被A/D转换过的数字信号, 并发送图像至计算机。利用相关双采样(Correlated double sampling, CDS)技术滤除TDI-CCD模 拟输出信号的相关噪声,提高信号的信噪比。现场可编程门阵列(Field programmable gate array, FPGA)代码在ISE14.7下进行仿真,实验表明,研制的TDI-CCD驱动电路能够产生CCD要求的驱动时序。     

行间转移型面阵CCD成像系统设计

采用行间转移型面阵CCD KAI-1020作为图像传感器,以现场可编程门阵列（FPGA）为核心控制器,设计并实现了一个完整的成像系统。FPGA产生驱动时序、控制CCD上电顺序、调节曝光时间,并实现数据缓存。CCD模拟视频信号经过预处理,通过同轴电缆传输到CCD专用视频处理器进行相关双采样和模数转换,以10位像素深度输出到FPGA,数字视频信号经过差分芯片驱动以低压差分信号（LVDS）格式输出到数据采集卡。集成化视频处理电路提高了系统的信噪比,改善了成像质量。实验表明,CCD成像系统工作稳定可靠,像素读出时钟为10 MHz时,帧频为10帧/s。设计的CCD成像系统性能好、可靠性高、实现周期短,具有很强的可扩展性。     

1k×1k CCD相机的ROI图像提取技术

采用Kodak CCD芯片1001研制了一个完整的具有ROI(region of interesting)图像感兴趣区域提取功能的CCD相机系统。运用CPLD编写了Pixel驱动,AD转换,数据锁存等时序,对结果进行仿真和分析。相机采用USB2.0通讯方式。编写USB采集软件实际采集了CCD相机ROI图像,验证了程序的正确性和可靠性。     

线性调频信号DDS频率合成源的设计与实现

介绍了直接数字频率合成源的基本原理及其一种专用芯片AD9854的功能特点，提出了利用可编辑逻辑器件(CPLD)控制AD9854产生基带线性调频信号的设计方案，并具体分析了CHD和AD9854产生调频信号的工作原理。最后给出了设计方案的测试结果。经实用达到了比较满意的效果。     

CCD光电测量信号的高速传输与控制设计

提出一种以电荷耦合器件（CCD）TCD1703C为感光元件的光电测量信号高速传输与控制设计方案。CPLD（EPM240）作为整个传输系统的控制核心,主要完成线阵CCD驱动时序的产生、高速A／D芯片（THS12082）的初始化与采样控制以及FIF0（SN74V273）缓存数据的复位配置;并通过USB2．0（CY7C68016A）接口的GPIF接口模式完成控制信号的发送以及实现采集系统与计算机之间的数据高速传输。描述了CPLD的逻辑控制软件设计流程及USB固件、软件设计方案及思想,通过多次软件和实验室测试仿真表明,该设计已满足多种光电测量的硬件数据采集卡要求。