CCD信号自适应采样方法的研究和实现

由于受温度变化和器件老化影响,空间遥感相机焦平面CCD信号的相位会发生变化,尤其是在高速应用领域,利用传统方法定标确定并固化的采样点参数不再适用,极大影响了图像信噪比,甚至造成图像不能正常显示。提出了一种针对空间相机焦平面CCD信号采样位置的自适应调整方法,通过实时监测CCD信号的相位变化,计算相应的采样位置调整量,并在线调整了采样时钟的相位,使CCD信号采样位置在其使用寿命期限中不同的温度环境下均能保持最佳状态,从而保证图像信噪比的稳定。实验表明:利用该方法,可以实时测定CCD信号100 ps的相位变化,并实时完成采样位置的调整,即使工作温度大范围变化,CCD信号采样位置的最佳状态也可得到有效保证。     

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。     

基于DSP的双线阵CCD红外测宽系统

研制了一种基于数字信号处理器（DSP）技术的双线阵CCD红外测宽系统。测量系统采用CCD传感器光采样与ADC数据采集、DSP数据处理3级流水线结构,利用板材自身红外辐射进行测量。根据CCD曝光时间与输出模拟电压的关系,自动调整CCD增益,从而在高速数据处理的同时保持信号不失真,提高测量准确度。由于测量系统采用基于立体视觉原理的双线阵CCD测量方法,消除了板材横摆、跳动、倾斜对测量精度的影响,因而在无背光源情况下,实现了宽带钢宽度的高速和高精度测量。     

UWB雷达LFM脉压信号数字产生系统性能分析

超宽带雷达线性调频（LFM）脉冲压缩信号产生系统是现代雷达技术的重要研究内容之一。该文基于波形存储直读法，提出了一种超宽带线性调频信号数字产生系统方案。对系统中幅度量化位数、采样频率、正交调制器误差和传输系统频域失真等因素对输出信号性能的影响进行了深入的理论分析，计算机仿真验证了这些分析结果。所得结论为超宽带LFM信号产生系统工程实现时参数选择、性能评估和性能优化提供重要的理论依据。     

基于单频时变阈值的1-bit SAR成像方法研究

该文提出一种基于单频时变阈值的1-bit合成孔径雷达(SAR)成像方法,通过将回波数据与时变阈值比较,将其量化为1-bit采样数据,从而降低SAR回波数据的位宽,达到简化系统、提升效率的目的。传统的1-bit采样将信号与0阈值比较,这将造成信号相对幅度的非线性失真,影响成像质量。而随机时变阈值虽然能够保留幅度信息,却会引入额外的类噪声干扰。单频时变阈值将能够有效地保留1-bit采样量化中丢失的相对幅度信息,同时避免引入类噪声干扰,有效地提高了1-bit采样量化下的SAR成像质量。通过仿真实验定量分析了算法的成像聚焦质量、幅度信息保持能力,并通过对场景目标的成像验证了算法的有效性。      

欠采样在基带预失真功率放大器线性化的应用

从理论证实了欠采样在基带预失真中的可行性,将欠采样用在基带预失真系统上,降低了功率放大器失真信号的采样率而完整地保留了信号中的非线性信息.最后,利用欠采样理论构建了基带预失真功率放大器系统,得到了19 dB三阶交调失真的改善,与正常采样下(5倍输入信号Nyquist采样率)的三阶交调失真的改善度相比相当,从而降低了系统的复杂度及成本.     

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。     

基于可靠度信息的解码系统的设计与实现

通过设计可靠度信息的计算来降低位数信息的分散对可靠度信息影响的解码系统,根据调制图案的位长固定地或动态地确定的长度的区间中计算再现信号与生成信号的距离,针对用户数据的每位计算可靠度信息,基于计算出的可靠度信息估计用户数据的各位数能够降低位数的信息的分散对可靠度信息的影响。     

像元几何形状对CCD调制传递函数的影响

本文从CCD的采样理论出发,以六角形和矩形像元为例,对具有相同采样面积但像元几何形状不同的阵列调制传递函数（MTF）进行了理论分析和数值模拟。模拟结果表明：CCD像元的几何形状对MTF有不同程度的影响。     

0.25 μm CMOS工艺10位100MHz流水线型ADC设计

采用流水线结构完成了一个10位精度100MHz采样频率的模数转换器的设计.该模数转换器采用采样保持电路、8级1.5位和最后一级2位子模数转换器的结构,电路使用全差分和开关电容电路技术.芯片采用台积电(TSMC)0.25 μm CMOS工艺,电路典型工作电压为2.5V,在室温下,输入信号为5MHz,采样频率100MHz时信号噪声失真比为59.7dB.     

基于CDS技术的CCD噪声信号处理

在CCD信号采集系统中,当CCD像元读出频率较高时,其复位噪声已成为CCD噪声源中不可忽视的重要部分.针对CCD输出噪声特点,建立噪声传输函数及其分析模型,利用相关双采样(CDS)技术对CCD输出信号中的复位噪声进行了理论分析和相关测试.结果表明,只要选择合适的采样时间,可以最大限度地抑制复位噪声.     

Application of Correlated Double Sampling in Space TDICCD Camera

As a sampling technique for CCD output video signal, the correlated double sampling (CDS) technique is described as well as the filtering effects of the CDS technique on the output noise of CCD including the reset noise of CCD, the white noise of output amplifier and 1/f noise. From real application of CDS device TH7982A, it is concluded that the output signal-to-noise ratio of 50 dB for CCD signal can be obtained.     

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。     

阈值法对激光远场焦斑质量测量和计算的影响

建立了非稳腔激光束通过大气湍流随机相屏传输至远场焦平面上的光斑强度分布模型,并考虑CCD像素单元对激光能量的离散化积分采样及探测噪声的影响,以峰值斯特雷尔比Rs、环围能量斯特雷尔比Ree和光束质量因子β作为评价远场光斑质量的指标,利用蒙特卡罗法研究了在不同信噪比(SNR)和光斑分布形态情况下,采取四种不同阈值去噪方法对远场光斑质量评价参数计算精度的影响。结果表明,足够的测量信噪比是保证光束质量测量精度的前提,在测量信噪比和光斑分布形态给定的情况下,采取阈值为CCD背景噪声均值,同时保留随机噪声起伏的去噪方法是较为合理的选择。     

基于CPLD与CCD的光谱测量数据采集系统设计

介绍了CCD的工作原理和相关双采样的原理,设计了一种基于CPLD与CCD的数据采集系统。利用Verilog语言编程产生CCD和AD9844的驱动时序,AD9844对CCD输出信号进行相关双采样并进行A/D转换,采集到的数据存储至外部存储器。最后,用单片机实现与计算机的串口通信,完成将存储器中的数据传输至计算机。该系统完成了光谱测量数据的快速采集、存储及数据处理,并进行了实验验证。结果表明,该系统具有电路结构简单、成本低、程序修改方便等特点,在光谱分析领域具有一定的应用价值。     

数字摄像机中CCD信号处理器VSP2000

VSP2000是一个性能优良的CCD信号处理器,它采用相关双采样、空像素自动校零,以及黑色电平自动校正等关键技术,大大提高了电荷耦合器件模拟信号的处理质量,被广泛应用于数字摄像机、PC机和监控摄像头中.对这些关键技术及VSP2000使用中的注意事项作介绍.     

CCD类成像器件的噪声研究

CCD图像传感器的输出信号是空间采样的离散模拟信号,其中夹杂着各种噪声和干扰。对CCD信号进行处理的目的就是在不损失图像细节的前提下,尽可能地消除噪声和干扰,以提高信噪比,获取高质量的图像。为此,必须对CCD的噪声种类和特性有所了解,并针对各种噪声进行相应的去噪处理。所以对CCD成像器件噪声部分的研究,有利于提高CCD成像器件的分辨率,也能提高探测微弱光的能力。