外同步式时间延迟积分CCD传感器模拟装置

由于时间延迟积分(TDI) CCD传感器在调试阶段易损坏,本文提出了一种基于外同步信号驱动原理的TDI CCD传感器模拟装置.该模拟装置实际尺寸可以达到长100 mm,宽45 mm,与实际TDI CCD传感器的物理尺寸相当,可根据实际光照度大小精确地模拟TDI CCD传感器像元感光程度.该装置可以模拟TDI CCD传感器输入引脚的阻容特性并能合成完整的TDI CCD视频输出信号,实现TDI CCD传感器的16、32、48或64级积分级数控制的功能.该装置还可以模拟CCD驱动信号和输出视频信号的温度延时特性,延时时间在0.5～12.5 ns间可调,从而方便了信号采样电路对采样时刻的调试.     

高分辨率CCD芯片FTF4052M的驱动系统设计

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。介绍了高分辨率全帧CCD芯片FTF4052M的内部结构和驱动时序,采用集成芯片设计了该CCD芯片的驱动电路并应用于数字航测相机系统,其中包括驱动电路的时序设计和所需偏置电源的设计。集成芯片SAA8103为驱动CCD芯片提供脉冲信号,与TDA9991协调工作产生CCD垂直行驱动时钟,与74ACT04芯片配合产生驱动CCD芯片的水平像素转移时钟。实验结果表明,此CCD驱动系统采用大规模专用集成芯片进行设计,具有性能好,功耗低,体积小的优点,能够输出两路CCD电压信号,数据输出速率达2帧/s,满足了数字航测相机系统的设计要求。     

空间光学遥感器的多光谱TDI CCD信号检测及仿真

为了实现采用高性能多光谱TDI CCD 对空间光学遥感系统的合理设计及应用,提出了对CCD控制信号的高速并行实时检测方法和视频图像连续输出的仿真设计方案。利用CCD行读出及转移的200µs周期,对48路控制CCD驱动信号和31路直流偏置信号进行并行实时逻辑分析及检测。同时,把预制的CCD模拟图像,从磁盘阵列经PCI-X及LVDS总线高速传输到由FPGA、D/A、放大和滤波电路组成的视频图像生成系统,实现可连续、实时输出各种模拟测试图像。实验结果表明,可同时输出3路6MHz频率的彩色图像和8路12MHz频率的全色图像象素信号波形。象素信号基准电压8V;振荡幅值0～1.7V。有效采样时间和信号稳定度均满足成像电路的仿真测试要求。     

利用普通CCD实现百万帧/秒超高速成像的时序驱动技术

提出了基于普通CCD的掩模式成像技术来大幅提高CCD的图像获取速度,实现百万帧/秒的CCD时序驱动方法。介绍了加掩模后CCD的工作过程,利用掩模把普通CCD的光敏区划分为带有存储区的像素阵列,实现了普通CCD的片上存储功能。分析了利用普通CCD实现百万帧/秒超高帧频的时序驱动方法,掩模形状决定了帧速,帧数和图像的分辨率。对系统的时序结构、电荷转移方式和驱动电路进行了说明,通过特殊驱动电路和图像处理软件设计实现了百万帧/秒的超高帧频。最后,对驱动时序进行了仿真和实验验证。采用条状孔阵列掩模,基于普通CCD图像传感器进行了百万帧/秒工作速度的验证,获得了14幅79pixel×79pixel的图像,其帧频达到200×104 frame/s。文章所述技术具有一定的通用性。     

单片机实现电子时钟计时功能的程序设计

电子时钟由AT89C51、BUTTON、六段数码管等构成,实现计时功能。为了实现电子时钟的精确计时,由单片机控制采用晶振电路作为驱动电路,由软件和硬件共同实现一秒钟的延时,计满六十秒为一分钟,计满六十分钟为一小时,计满二十四小时为一天。这就要求通过程序设计实现电子时钟的计时功能,从而达到零误差的效果。     

面阵CCD芯片KAI-1010M的高速驱动系统设计(最终版）

CCD芯片的驱动系统是空间数字测绘相机的核心部分之一,它关系到整个相机的性能和技术指标。简要介绍了行间转移面阵CCD芯片KAI-1010M的内部结构和驱动时序,采用新方法和低成本器件设计了该CCD芯片的驱动电路,把电源和电机控制的脉冲宽度调制技术引入到CCD驱动电路,采用超高速运放驱动高速负压信号以减小其上升、下降沿时间,达到高速低成本驱动要求,解决了驱动设计中的技术难点。实验结果表明：此CCD驱动系统采用低成本的器件设计,具有性能好,成本低,能够同时输出两路CCD电压信号,数据输出速率达15 frame/s,满足空间测绘相机系统的设计要求。若进一步改进电路,数据输出速率可达27 frame/ s。     

ECS及FIFO核在CCD数据采集中的应用

CCD器件是现代视觉信息获取的一种基础器件,在可视图像及光谱分析中得到了越来越广泛的应用。对Sony公司的ILX554B型线阵CCD工作原理进行分析,针对驱动信号和数据采集、处理的具体问题提出了切实可行的解决办法。并利用Xilinx公司的集成综合环境（ISE）下的原理图输入工具（ECS）和有知识产权的集成电路芯核（IP）,使用Verilog HDL语言层次化设计了CCD的驱动时序和积分时间控制单元,完成了模拟信号的快速模一数转换数据安全暂存,先对整个时序进行了功能仿真;利用现场可编程逻辑器件（FPGA）芯片实现了对型号为ILX554B线阵CCD驱动时序信号和数据采集电路,并在便携式光谱光度计中得到应用。     

中阶梯光栅光谱仪CCD相机的设计

为了高精度采集中阶梯光栅光谱仪的谱图,设计了一种适用于中阶梯光栅光谱仪原理样机的高性能面阵CCD相机。首先,根据中阶梯光栅光谱仪的谱图特点和CCD芯片的特性,设计了面阵CCD相机的时序产生电路、驱动电路及数据采集处理电路,实现了面阵CCD相机的低噪声、高灵敏度以及高动态范围。然后,利用LabVIEW编写了CCD相机测试软件。最后,利用设计的面阵CCD相机对汞灯谱线进行了测试。结果表明:面阵CCD相机获取的二维谱图图像清晰、信噪比较高;经二维谱图还原后,可以得到标准的汞灯谱线。该相机性能稳定、可靠,满足中阶梯光栅光谱仪原理样机的研制要求。     

基于FPGA的面阵CCD驱动时序设计

针对柯达公司的前照明行间转移型面阵CCD KAI-0340,对它的驱动时序进行详细的分析,设计满足CCD工作脉冲的驱动时序。采用Altera公司的可编程逻辑器件(FPGA)作为核心控制器件,完成自顶而下的模块设计,实现了硬件电路设计的软件化,开发效率得到了提高,软件程序可重复编程和修改。实验的仿真结果表明,设计的驱动时序能够满足CCD KAI-0340的正常工作。     

基于线阵CCD的高反射物体图像采集设计与实现

介绍了一种应用于高反射物体金属标牌的图像采集装置,详细介绍了线阵CCD驱动电路的设计以及CCD信号的处理,并给出了时序仿真图形和程序流程图,最后通过对比实验,证实了该图像采集装置优于普通采集装置。     

用作图法判定航空相机TDI CCD积分方向

由于Time Delay and Integration CCD(TDI CCD)是一种类似面阵结构的线阵输出CCD,其光电荷转移具有一定的方向性,所以TDI CCD图像传感器的积分方向与CCD成像运动方向必须保持一定的关系才能成像。本文以推扫成像相机和摆扫成像相机为例,介绍了一种基于高斯成像原理的作图法,用以确定TDI CCD积分方向与传感器成像运动方向的关系,分析和论证表明,TDI CCD的积分方向必须与地物在像面上的像移方向一致。 实践证明这种方法可以清楚、简便、快速地确定TDI CCD的积分方向,从而确定TDI CCD的安装方向,适宜在实际的工程设计中采用。     

基于dsPIC通用数字信号控制器的液体折射率测量系统

提出一种基于dsPIC通用数字信号控制器（Digital Signal Controller,DSC）的液体折射率测量系统。分析了CCD图像传感器的工作时序、A／D转换器的工作时序。DSC器件内部集成的2个ADC模块简化了系统电路结构,节约了设计成本。实验证明利用此系统可以方便准确地测量液体折射率,准确度为±0．0005。     

一种基于FPGA和ARM的线阵CCD图像采集系统设计

设计了一种基于Altera的FPGA芯片EP4CE10F17C8以及基于Cortex-M3构架的ARM处理器STM32F103VE,该系统通过FPGA对线阵CCD进行时序的驱动,并完成像素信号的采集、硬件处理以及传输工作。ARM作为FPGA的外挂处理器,实现数据信息的软件处理以及对整个系统的控制。介绍了该系统的基本原理,并给出了详细的基于FPGA和ARM的软硬件联合设计方案。     

角膜图像采集系统中的CCD驱动设计

针对角膜图像采集系统开发过程中的面阵CCD图像传感器驱动进行了设计。选用ICX424AL面阵CCD作为图像采集系统的图像传感器,分析了ICX424AL的驱动时序要求,介绍了高性能模拟前端处理芯片AD9949A内部主要电路模块的工作原理及相关电路的寄存器控制方法,实现了基于CPLD与AD9949A的ICX424AL驱动设计。最终测试结果显示,CCD可产生正确的模拟信号输出,将数字视频信号采集到计算机后,能够得到良好的图像采集效果。     

基于CPLD和线阵CCD的直径测量系统

为满足测量现场的实际需要,同时克服以往CCD驱动电路的缺点,以CPLD为主芯片,为线阵电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)提供工作时序信号,同时控制信号调理、转换、传输模块巾的采样率和数据的存储与传输。介绍了基于CPLD的线阵CCD直径测量系统的软硬件构成、工作原理、结构特点及设计方案,并通过实验得到测量结果。实验结果表明:该方案的测量精度可达到0.5mm,响应时间少于3ms。     

一种激光挠测量系统的实现

本文介绍了一种用于大型土木工程结构的投影式光学挠度测量系统。系统由激光器、光接收器件及其外围信号采集处理电路组成。光接收部分采用特殊的光电接收器件取代传统的CCD或PSD,使测量范围得到扩大;外围电路部分采用现场可编程逻辑阵列FPGA器件作为核心。通过这种设计,系统的量程和可扩展性得到改善,实现了通道复用。实验室证明,系统的测量范围可以达到210mm,分辨率达到0.005mm,可完成结构的静态及动态挠度测量。     

一种新型CCD工作驱动电路的设计

本文设计了一种利用单片微机系统和软件编程控制来产生多种不同元数CCD工作所需的多路驱动逻辑信号的新方法。与通常的CCD驱动电路相比较,不仅硬件电路简单、驱动电源体积减小、价格降低,而且灵敏可靠,能精确按照用户所需的时序要求产生驱动信号,便于后面的CCD输出信息的分析和处理。     

基于I2C总线的64×8Bits EEPROM芯片的设计与实现

本文主要阐述了一款基于l2C总线的64×8 Bits EEPROM芯片的设计与实现.首先介绍了l2C总线的特点及其工作原理.然后,对整个设计的框架,每个部分的功能做了说明.其中重点介绍了总线控制模块的设计与实现,并给出了该模块的主状态机.最后,对测试验证的方法,及验证结果做了介绍.     

基于89C51单片机的晶闸管触发装置设计

设计基于89C51单片机控制的三相全控桥式电路六路脉冲触发装置,系统可根据需要通过键盘输入控制角α,软件定时,并采集同步信号,控制计数器8253实现定时,从而驱动电路输出一定控制角α的六路脉冲信号送晶闸管门极。文章讨论了89C51单片机控制的触发装置的硬件电路设计和软件的实现,并对系统的控制精度和调节范围做了分析,具有一定的实用价值。     

基于FPGA电路重构技术的电子系统设计

文中通过应用实例详细地介绍FPGA电路重构技术。在充分了解FPGA的PS配置模式时序的基础上，用单片机AT89C51模拟实现PS配置时序，从而实现FPGA电路重构技术。文中给出了详细的系统硬件电路图和单片机程序流程图。为了说明电路重构技术，通过开关可以选择系统的两种不同的系统结构，分别是数字显示电子钟和18路电子抢答器，因而实现了系统硬件电路的重构。