基于CPLD的高速面阵CCD驱动电路设计

着重介绍了基于CPLD来设计产生高速面阵IA-D1CCD芯片复杂驱动时序和整个CCD相机的电子系统控制逻辑时序。同时采用CCD视频处理专用集成芯片处理CCD输出信号,提高了图像信噪比,改善了图像质量。使用结果表明:该硬件电路结构简单、成本低廉、可靠性高、功耗较低,并满足了工程项目小型化的要求。     

高分辨率全帧CCD高速驱动设计

目前采用高分辨率全帧CCD作为图像传感器的航空遥感相机输出帧频低、驱动设计灵活性低,应用受到限制.为提高全帧CCD相机应用水平,通过FTF5066M驱动电路结构和时序关系分析,采用分离器件设计了全帧CCD的稳压变换电路、偏置电压电路和水平垂直驱动电路.利用FPGA设计了四通道高速并行输出的时序脉冲产生电路,克服了传统单通道输出方法的速度限制.试验中,该驱动电路利用MVC3000F镜头成功采集到高速图像.实验表明,本驱动设计配置灵活,输出帧频从0.7fps提高到2.16fps,充分满足了航空遥感相机的高帧频要求.     

高分辨率大面阵CCD相机的高帧频设计

目前采用高分辨率全帧CCD FTF4052作图像传感器的航拍相机帧频一般不超过1 f/s,不能满足高帧频应用.文章对FTF4052基本驱动电路进行了改进,利用CCD四个输出放大器进行同时输出,使最高帧频达到了3.4 f/s.介绍了四路输出时CCD驱动时序、前端处理电路、直流偏置电路、接口电路等的设计.改进后的驱动电路能满足多种航拍相机的应用要求.     

基于CPLD的全帧型CCD图像传感器驱动系统设计

CCD芯片的驱动系统是数字航测相机的核心部分,它关系到整个相机的性能和技术指标.这里介绍了高分辨率全帧CCD芯片FTF4052M的内部结构和驱动时序.采用集成芯片设计该CCD芯片的驱动电路,并应用于数字航测相机系统.实验结果表明,该CCD驱动系统采用CPLD进行设计,具有性能好,功耗低,体积小的优点,满足了数字航测相机系统的设计要求.     

积分时间和级数分别可调的TDI CCD驱动器

在分析TDI CCD器件驱动时序关系的基础上,设计了积分时间和级数分别可调的驱动时序发生器.作为卫星上的有效载荷,TDI CCD成像系统可以根据不同的光照条件及探测分辨率的需求,选择不同的积分时间和级数,提高成像系统的灵敏度和信噪比.选用现场可编程门阵列(FPGA)作为硬件设计平台,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行硬件描述,采用QuartusⅡ对所设计的驱动时序发生器进行了仿真.系统测试结果表明,所研制的驱动时序发生器可以满足高分辨率TDI CCD相机的驱动要求.     

基于CPLD的面阵CCD图像传感器驱动时序发生器设计

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图像传感器驱动时序发生器.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Quartus II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.系统测试结果表明,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.     

一种典型的科学级CCD驱动时序的FPGA设计

科学级CCD驱动时序对CCD可靠、稳定的运行起着重要作用.针对e2v公司的CCD47-20BI AIMO(advanced inverted mode operation)提出了一种基于FPGA(field programmable gate array)的科学级CCD驱动时序的设计方案.该设计方案以Actel公司的FPGA-APA600为硬件设计平台,在LiberoIDEv9.0开发环境中,使用Verilog语言对驱动时序进行硬件描述,并采用第三方软件ModelSim6.0进行功能仿真.配合Matrox公司的图像采集卡进行图像采集实验,实验结果表明,CCD能正常、稳定地工作,所设计的驱动时序满足CCD47-20 BI AIMO的时序要求.目前,该设计已应用于氧气探测空间外差干涉仪的CCD读出电路,满足工作要求.     

基于线阵CCD的周视图像实时采集系统设计

为了获取具有较大视场的图像数据,设计了一种基于线阵CCD的高分辨率周视图像实时采集系统。完成了系统各硬件电路的模块设计,并采用VHDL语言编程设计了TCD1209线阵CCD驱动时序及A/D转换等控制时序。提出了基于VC多线程技术的线阵CCD图像动态实时采集的新方法,并详细介绍了在Visual C++6.0环境下,实时图像采集应用程序的实现过程。软硬件仿真与调试达到了预期的要求,完成了周视图像的实时采集,实验结果表明该方案具有一定的可行性。     

嵌入式系统的制冷CCD相机

根据天文摄影中CCD的工作特性,提出了基于嵌入式技术制冷CCD相机的新方法,以ARM微处理器为硬件平台设计了嵌入式制冷CCD相机,并在低照度下的天文观测中取得了良好的效果.基于天文制冷CCD的具体特性和对信号数据输出的要求,选用CXD1267和AD9826分别设计CCD的列转移驱动时序和CCD的水平读出时序.通过微处理器定时中断,实现对CCD制冷温度的实时控制.分析了科学级CCD噪声的种类及来源,通过实验得到了温度、曝光时间与暗电流噪声的关系以及CCD的读出速率与读出噪声的关系.进而在硬件和软件上采取了相应的措施有效地降低了CCD的噪声.     

基于CPLD的CCD相机数据存储的时序设计

介绍采用美国SMD公司的4M4CCD相机设计的空间成像系统的组成结构,重点介绍基于CPLD的CCD相机数据存储的时序设计。在设计中选用复杂可编程逻辑器件CPLD作为硬件设计平台,采用硬件描述语言VHDL编程实现,产生CCD相机存储所采集图像数据的存储器工作所需要的时序信号,在通过Max PlusⅡ环境下进行仿真验证后,设计的时序电路下载到CPLD器件中。经CCD相机系统成像验证该设计满足技术要求。     

基于FPGA的CCD驱动设计

以Atmel公司的面阵CCD-TH7888A图像传感器为例,在研究了CCD结构和驱动时序图的基础上提出基于FPGA的驱动脉冲设计方法和硬件电路实现。使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述,并采用Quartus5．0对设计的驱动时序发生器进行仿真。试验结果表明,涉及的驱动电路可以满足面阵CCD-TH7888A的各项驱动要求。     

基于DSP的嵌入式数字摄像夜间能见度测量系统

数字摄像夜间能见度仪的关键技术之一在于高速、实时地处理CCD采集的目标光源和黑体的图像信息。设计了一种基于TMS320DM642的小型化、便携嵌入式能见度测量系统,从硬件和软件上给于实现,并将其应用到数字摄像夜间能见度测量中。利用CCD采集25帧/s的PAL制视频流,数字化后送入DSP处理器,通过DSP实现目标光源与黑体的图像分割与定位算法,完成数字摄像夜间能见度的测量。实验结果表明设计的嵌入式系统能较好完成夜间能见度的测量。     

Nighttime Vehicle Distance Measuring Systems

In this brief, a nighttime vehicle distance measuring system using charge-coupled device (CCD) cameras is proposed. The authors use the proportionality of similar triangles to measure the distance between a CCD camera and taillights of a vehicle in front. At night, the taillights form two bright spots in the CCD image, therefore producing two measurable signals. A circuit for counting the number of external clock pulses between the two bright spots is employed to calculate the interval between them in the video image. Due to the proportionality of similar triangles, there is a linear relationship between the actual distance and the interval of the two taillights. Thus, the actual distance from the CCD camera to the vehicle can be calculated from a simple formula. One does not have to use an expensive high-speed digital signal processing microprocessor to identify the taillights of the vehicle or use pixels to measure distance, but just use simple circuits to identify the taillights at night and use a simple formula to measure distance. Experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed system     

基于电子快门自动增益的CCD驱动电路研究

为了满足目前CCD测量领域中高速、高精度的测量要求,设计了TCDl304传感器的专用驱动电路。该驱动电路的一大特性就是电子快门,其将光积分时间缩短了一个数量级,至几个微秒,极大地提高了测量速度;同时,通过对CCD输出信号A／D采样分析,实时调节电子快门时间,实现自动调节控制,提高了测量精度。经实验证明,该测量方法在高速实时在线测量领域有很好的应用前景。     

CCD相机系统设计集成化解决方案

CCD相机系统的设计是一个复杂而又精准的设计过程.它涵盖了光电转换、时序产生、控制、A/D转换、数据采集、存储、传输、显示等一系列的内容.传统的设计用离散的元件搭建电路,存在功耗高,电路复杂而庞大的缺点.随着大规模的集成电路的技术飞速的发展,专用集成芯片的广泛应用,使得相机电路的设计趋向片上设计成为可能.展示了如何应用专用集成芯片优化传统的CCD相机系统并应用usb2.0接口芯片进行图像数据的高速传输.     

基于CPLD的面阵CCD驱动电路设计

在透射电子显微镜相机的研制中,针对SONY行间转移面阵CCD ICX285AL图像传感器,设计了一款基于CPLD的面阵CCD驱动电路。以Altera公司的CPLD芯片EPM570T100作为时序发生器产生CCD驱动信号和相关双采样控制信号,并搭建了驱动器电路和直流偏压电路。在QuartusⅡ13.1开发环境下利用Verilog HDL语言编程,并利用Model Sim SE 10.1进行仿真测试。实验结果表明,以CPLD为核心的驱动电路能够产生符合CCD要求的驱动脉冲和偏置电压,可稳定地输出CCD视频信号。     

用FIFO设计A/D与DSP之间的接口

在采用CCD对非透明薄板厚度的测量系统设计中，采用高速A／D和DSP等器件进行电路设计可以确定CCD的像点位置。由于A／D转换器的采样速率和DSP的工作时钟频率相差非常大，为了提高DSP的工作效率，避免数据丢失和控制方便，采用小容量的FIFO作为两者之间的接口可以产生很好的效果。     

基于Matrox Meteor-Ⅱ/Digital的图像采集系统研究

针对Matrox Meteor-II/Digital图像采集卡配套软件不具有实时数据处理功能的问题,根据项目需要提出了一个基于Matrox Meteor-II/Digital图像采集卡的图像采集系统,并完成了系统搭建及软件设计。该系统的硬件平台由CCD、Matrox Meteor-II/Digital图像采集卡及计算机组成;软件部分基于Matrox图像采集卡的模式识别库函数（MatroxImaging Library）,用VC＋＋多线程编程来实现连续图像采集和单帧存储及实时处理等功能。试验表明,该系统操作简单、方便,且已经在实验室正常运行。