基于CPLD技术的CCD驱动时序产生方法

文中介绍利用可编程逻辑器件7000系列设计CCD驱动电路的方法,阐述了逻辑设计原理,给出了CPLD实现电路和时序仿真波形,验证了CPLD技术的可行性。     

线阵CCD驱动时序及信号采集系统的设计

文中设计介绍了一种基于FPGA和ARM的线阵CCD传感器驱动时序和信号采集的实现方法。该系统通过分析TCD1707D线阵CCD的驱动时序,采用Verilog HDL硬件描述语言设计出驱动脉冲电路。CCD正常工作后,产生的模拟信号经过预处理和高速A/D转换送入FPGA的基本宏功能模块FIFO(先进先出数据缓存器),通过异步缓存实现ARM处理器对采集信号的主控及后续应用。线阵CCD驱动时序及信号采集系统,是基于CCD传感器图像处理系统的重要组成部分,经过上位测试平台验证,能够提供准确的数字图像信号。     

基于CPLD的面阵CCD驱动时序发生器设计

CCD技术在图像传感和非接触测量领域发展前景广阔。CCD驱动时序的产生是其应用的关键。在分析Sony公司的ICX205AL型面阵CCD器件驱动时序关系的基础上,设计了其驱动时序发生器。选用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为硬件设计平台,使用Verilog硬件描述语言对该驱动时序发生器进行了硬件描述。所设计的驱动时序发生器采用ispLEVER软件进行了功能仿真,并针对Lattice公司的可编程逻辑器件LC4256V-75T100I进行了硬件适配。实际测试表明,所设计的驱动时序发生器能够满足面阵CCD的驱动要求,实现了设计目的。     

高信噪比星载CCD成像电路系统

为获得高信噪比的航天遥感图像,针对CCD成像系统链路分析了影响图像信噪比的主要因素。结合CCD成像系统的响应模型,明确了系统信噪比的表达式,并摆脱了具体CCD型号的束缚,提出了一种"总-分-总"的高信噪比成像电路系统通用设计方法。描述了系统从顶层总体设计、底层各电路模块设计以及全系统联试的完整研制方法。将该方法应用于吉林一号卫星高分辨率多光谱CCD成像电路系统的设计中,并对成像系统进行了辐射定标试验,获得了高信噪比的图像数据。结果显示:在灰度为80%饱和输出时,获得的全色图像信噪比达到了53.9dB,多光谱图像的最高信噪比达到了56.3dB,且图像数据经融合后色彩真实、绚丽。本文的CCD成像电路系统设计方法能够为其他航天遥感载荷的电路系统设计提供参考。     

帧转移型面阵CCD驱动电路的设计

本文采用帧转移型面阵CCD FT18作为传感器件,设计了一种高帧频大面阵CCD的驱动电路。这种高速驱动电路能够保证在跟踪视频不变的情况下增加成像系统的视场角,满足了大视场搜索目标的要求。本文在介绍面阵CCD FT18的结构和特点的基础上,完成了FT18的时序电路和功率驱动电路的设计,并采用相关双采样(CDS)技术滤除了视频信号中的相关噪声,提高了系统的信噪比。系统在设计完后进行了辐射定标,从定标实验数据可以看出CCD响应度为线性,验证了驱动电路工作正常。整个系统采用现场可编程门阵列（FPGA）作为核心控制器件,完成自上而下的模块化设计,实现了硬件设计的软件化,提高了开发效率。     

基于CCD和CsI闪烁体的硬X射线成像

根据CCD的工作特点,采用曝光控制和多帧图像叠合技术,研制了基于CCD和CsI闪烁体的硬X射线成像探测器,以提高对硬X射线的探测效率。搭建了实验平台,以微加工技术制作的镍准直器为成像目标进行了实验验证。实验中,利用55Fe放射源对CCD进行直接成像;然后利用241 Am放射源同时对CCD和硬X射线成像探测器分别进行直接成像和间接成像。最后,对图像中出现的拖影、清晰度渐变和区域亮度不同等现象进行分析。分析结果表明:相比CCD本身,这种技术不仅拓展了探测器的可响应能区,而且提高了的量子效率,并且在241 Am放射源照射下,实现了对硬X射线的高分辨成像,其空间分辨优于50μm。该器件可作为位置灵敏探测器应用于未来空间天文观测。     

基于CPLD的面阵CCD驱动电路的设计

针对面阵型CCD器件TC341驱动时序的要求,提出了一种基于可编辑逻辑器件(CPLD)实现的CCD驱动电路的设计方案.分别设计了供电电压模块、偏置电压产生模块、驱动器模块以及时序产生模块.用Quartus II 9.1软件对时序驱动设计进行了仿真,并给出了仿真结果.结果表明,所设计的驱动时序电路完全满足面阵CCD TC341驱动时序的要求.     

线阵CCD相机时序发生器及其基于ISP技术的实现

简述了线阵CCD相机中CCD成象单元的时序发生器的功能:产生焦平面组件和视频处理器所需的各种脉冲序列,在CCD成象单元工作中起着时间上同步协调的作用.讨论了CCD时序发生器的组成原理及其工作过程.给出了它与CCD控制器的接口关系:由CCD控制器给出的指令和数据予以控制.基于在系统可编程(ISP)技术,利用相应的软件Expert System对时序发生器进行设计、编译,并且进行了功能仿真,最后采用ispLSI器件实现了该方案.结果表明:系统的集成度、抗干扰能力提高了,实现了CCD相机工作时的可靠性、稳定性,以及低功耗;同时也使设计与调试周期缩短至小时量级.     

TDI CCD电荷转移对遥感相机成像质量的影响

由于多相位TDI CCD行间电荷转移引起的像移无法通过光、机、电等方法消除,本文研究了电荷转移对遥感相机成像质量的影响.首先,介绍了推扫式遥感相机的工作原理与前向像移补偿方法.接着根据TDI CCD行间电荷的转移方式,利用脉冲传递函数建立了电荷转移速度模型,并对TDI CCD电荷转移速度与景物像点移动速度进行了比较分析...     

超高分辨率CCD成像系统的设计

介绍了基于50 Mpixel超高分辨率全帧型CCD芯片KAF50100的成像系统设计方法.该系统采用幕帘式焦平面机械快门对CCD进行曝光控制,CCD输出图像信号在专用模拟前端(AFE)芯片AD9845B中进行处理和模数(A/D)转换后,经现场可编程门阵列(FPGA)缓存和排序,通过低压差分信号(LVDS)接口发送至上位机.系统中所有驱动时序和控制信号均由FPGA产生,上位机通过RS422总线对系统进行命令控制.针对KAF50100四路输出不均匀性问题提出了基于最小二乘法拟合的校正方法.实验验证表明,系统可在KAF50100的最大速度模式下工作,像素读出速度为4×18 MHz,最大帧速为1 frame/s,电路读出随机噪声为2.76@12bit,动态范围为63.4db.该成像系统设计方法可以充分发挥KAF50100的性能,并且具有良好的通用性和扩展性,可以广泛应用于超高分辨率CCD成像系统的设计中,如可见光水下探测、卫星遥感、天文观测等.