基于FPGA的高帧频面阵CCD驱动控制设计

针对面阵CCD KAI-1020在高帧频工作模式下的驱动要求,以FPGA作为控制单元及时序发生器,完成CCD高帧频工作模式下的硬件及软件设计,仿真验证了驱动时序的正确性,完成了硬件电路的调试与试验。成像实验表明,该设计满足了CCD KAI-1020在双端口输出模式下成像的各种驱动控制功能,图像分辨率为1 000×1 000,帧频达到48 f/s。     

多TDI CCD拼接遥感相机异速成像抗干扰设计

多TDI CCD拼接相机在异速工作模式下，不同通道的CCD图像间会存在相互干扰现象，不同行频差会在图像上产生不同斜率、不同宽度的干扰斜条纹。为了解决此问题，文中对原设计电路系统进行了详细分析和优化设计。首先，从异速时序在不同行周期的相位差别上进行分析，异速模式下不同CCD成像电路时序间存在行频差异，导致各个行周期内CCD个别像元上与其他像元叠加的干扰不一致，是干扰斜条纹产生的原因。然后，采取优化关键信号布线方式、系统地和电源布置、去耦电容接地方式等多方面对电路系统进行了改进，优化多TDI CCD成像系统电路抗异速干扰设计。最后，对改进后的电路系统进行测试，去除干扰斜纹，并将图像均方根噪声水平由21.5 mV降低到4.2 mV。结果表明:采用抗干扰技术，有效地去除了通道间干扰斜纹，提高了图像质量。     

TDI-CCD相机成像电路设计

本文首先介绍了TDI-CCD的原理与结构,然后围绕IL-E2 TDI-CCD详细介绍了我们设计的TDI-CCD成像电路。时序控制器基于FPGA实现,产生CCD成像系统的控制时序和设置各种成像参数;功率驱动电路将时序发生单元产生的单一逻辑电平转换为TDI-CCD所需的各种电平,并提供给TDI-CCD容性负载瞬态电流的驱动能力;级数选择部分采用模拟开关实现;针对CCD输出的视频信号特点,设计了低噪声放大预处理电路;信号处理采用了集成相关双采样、可编程增益控制、数字化偏置控制、嵌位、A/D转换等功能于一体的CCD视频处理专用集成芯片TDA8783。本设计实现了CCD成像系统的控制和处理,得到了高质量的图像。     

TDICCD高速驱动电路仿真设计与实现

时间延时积分CCD-TDICDD因其结构和工作原理的特殊性,要求驱动信号电压幅值与频率较高.为解决目前驱动电路的电压幅值与频率无法同时提高的问题.采用开关三极管与高速运算放大器相结合的设计方法,设计了一套可以实现输出高压高频驱动信号的功率放大电路,在计算机上应用高速电路板设计与仿真软件-Cadence对设计电路进行了功能仿真.最终在实验线路板上搭建并调试了整套系统,实现了对TDICCD驱动信号的功率放大.为TDICCD驱动电路设计提供了一套有效可靠的实现方法.     

空间遥感仪器便携式数据采集试验系统研究

为了对空间遥感数据进行方便可靠地实时传输、存储,研究了空间遥感仪器便携式数据采集试验系统。该系统选用XILINX公司的VirtexⅡPRO系列FPGA作为数据处理和控制中心,完成数据存储控制、数据传输控制和数据处理。FPGA根据硬件要求控制系统工作在脱机存储和联机传输两种方式上,存储器件选用基于FLASH结构的电子硬盘,电子硬盘具有防震、轻便、简单的优势,可以满足数据的便携式传输要求,数传方式上选用光纤和LVDS接口作为系统的数据输入端,上位机通信端采用USB总线和以太网技术,增强系统的通用性。经试验验证联机方式下系统数据传输速率可达48Mbyte/s,脱机存储速率可达35Mbyte/s。     

基于USB和Camera Link的数据传输系统设计

为了使CCD相机和上位机之间能够进行简单、实时的数据传输,提出一种以USB和Camera Link接口相结合的数据传输系统设计方案。通过FPGA对接口芯片进行控制,使用VHDL语言进行逻辑电路的设计,并采用VC++编写上位机软件。实现由USB接口接收数据,USB或Camera Link接口输出数据。实验表明,设计的系统能够准确、实时地接收控制命令和向上位机发送高速率、大容量的图像数据,可以应用在不同数据传输要求的CCD相机中。     

极紫外光子计数成像仪图像快显系统设计与实现

为实现极紫外光子计数成像仪数字图像的实时获取,设计图像快显系统,完成数据的实时传输和图像的快速显示。设计了基于USB2.0的数据传输单元完成成像仪与PC工作机之间的数据交互,介绍了数据传输单元的工作原理与组成,采用FPGA+USB控制芯片的结构实现安全、高效的数据传输。对极紫外光子计数成像仪成像原理进行分析,在PC机中进行数据处理,完成图像的快速显示,实现极紫外光子计数成像仪的实时图像测试。经实验验证,本系统可以完成科学数据的实时接收与图像的快速显示功能,满足设备的调试与测试需求。     

航天遥感相机TDI CCD成像系统逻辑软件测试平台的设计

为提高航天任务中航天遥感相机软件系统工作的可靠性和稳定性,需要设计专门的逻辑软件测试平台,对软件配置项进行独立、全面的测试。提出航天遥感相机TDI CCD成像系统逻辑软件测试平台的设计方案。详细的介绍测试平台的主要组成部分和电路设计,并在实际检测中完成对TDI CCD成像系统的主控逻辑FPGA和数据处理逻辑FPGA的配置项测试,为软件配置项的改进和完善提供条件。     

基于背照式CCD的微弱目标成像系统设计

为了对微弱目标进行探测,提出一种采用背照式CCD47-10为传感器的成像系统设计方案。通过对CCD47-10的工作原理和性能参数进行分析,完成电源模块、驱动模块、信号处理模块、数据传输模块的硬件设计。使用VHDL语言完成FPGA中的逻辑电路设计,使用VC++完成上位机软件设计。最后通过搭建实验系统,在微弱光下对光栅进行成像,并分析图像信噪比。实验结果表明,设计的系统在对微弱目标成像时信噪比为72,能够满足对微弱目标探测的应用要求。