TDI CCD相机系统设计

采用Kodak CCD芯片研制了一整套完整的具有TDI功能的CCD相机系统.分析了CCD相机TDI的工作原理,运用CPLD编写了Pixel驱动,AD转换,数据锁存等时序,采用USB2.0进行数据传输,编写图像采集及相机控制程序.在移动轨道上进行TDI扫描实验,采集图像信息,并对结果进行分析.     

576×96TDICCD相机的研究与设计

设计了一种基于自主研发的576×96 TDI CCD芯片的相机。该CCD芯片共有96级TDI功能,因此相机级数12、24、48、96级可选,相机能在不同照度下清晰成像。经测试,该相机动态范围达(1 V饱和输出)2767∶1、读出噪声小于2.22。     

TDI CCD视频响应性能的高精度检测

TDI CCD主要应用于空间遥感和科学实验中,为了解决TDI CCD性能检测过程中精度不够高、检测方法不够准确等问题,提出了一套更为科学而准确的高精度TDI CCD性能检测方法。首先,增加TDI CCD视频信号的增益可调范围和视频AD的量化位数,尽可能高地提取出TDI CCD的噪声;其次,改变TDI CCD接收的辐照度,制定TDI CCD各项视频响应性能的检测方法;最后,提出TDI CCD各项视频响应的准确计算方法,确定测量不确定度。实验结果表明:和以前测量方法相比,暗电流信号和CCD噪声的测量不确定度减小了10倍,其他视频响应性能的不确定度也减小了5倍多,因此,现有测量方法提高了TDI CCD视频响应的检测精度和准确性。     

机载TDI CCD相机高速图像实时存储系统

介绍了用于一种机载TDI CCD相机的高速图像实时存储系统的设计方案。系统中CCD相机图像数据经过数据缓存器缓存后传递给DMA控制器,再经过SCSI协议控制器写入SCSI硬盘中。利用VHDL语言对FPGA芯片编程实现主控制器和DMA控制器功能,从而协调SCSI协议处理器实现数据的存储。经过实验验证,该系统能够满足机载TDI CCD相机的高速图像实时存储要求。     

TDI CCD宽波段光谱响应度的高精度检测

为了解决TDI CCD光谱响应度检测精度较低、检测方法不够准确等问题,提出了一套更为科学而准确的高精度TDI CCD光谱响应度检测方法。首先,改进了TDI CCD视频信号处理方法;其次,选用不同窄带波长的LED阵列作为光源,建立一种方便而准确的宽波段光谱响应度检测系统;然后,改变TDI CCD接收的辐射照度并检测TDI CCD输出信号,提出一种高精度TDI CCD光谱响应度检测方法;最后,计算所有窄带波长的LED对应的TDI CCD光谱响应度,绘制TDI CCD在400～900nm波长范围内的光谱响应度曲线。实验结果表明:此方法覆盖了400～900nm的宽波长范围,检测方便准确,同时,光谱响应度检测误差达0.025。     

4096×96元可见光TDI CCD成像系统的设计

研制了4096×96元TDI(时间延迟积分)CCD成像系统.阐明了系统的设计原则及使用TDI CCD器件应掌握的主要技术.详细地叙述了旋转速度的计算方法、光学镜头的主要技术指标、TDI CCD器件的工作时序波形,给出了4 096×96元TDI CCD可见光成像器件四抽头的图像合成图片.     

高集成度多光谱TDI CCD焦平面系统

提出了一种高集成度TDI CCD焦平面系统,成功应用TDI CCD驱动单元厚膜集成模块完成了具有16路CCD信号输出、像元读出频率20 MHz的高集成度高速多光谱TDI CCD焦平面系统的研制。通过采用双通道CCD信号处理模拟前端、厚膜集成驱动单元模块、高速LVDS图像数据传输接口以及机、电、热一体化仿真设计方法,极大提高了TDI CCD焦平面系统的集成度,降低了系统互连的复杂程度。系统共有4路图像数据传输接口,单路传输能力达到1.6~2.5 Gbps,最高可实现10 Gbps的图像数据带宽,在保证高数据率的同时,提高了数据传输的抗干扰能力。阐述了系统设计方案及多光谱TDI CCD探测器工作原理,并对其中的机电集成设计、驱动单元厚膜集成技术以及高速串行传输总线等关键技术进行了分析描述。通过采用TDI CCD传函测试片对系统进行了测试,焦平面全系统调制传函平均为0.511。     

高密度模块化TDI CCD成像系统设计

为提升遥感相机的高密度组装技术,采用厚膜集成电路技术设计了高集成度的TDI CCD成像系统,并对该成像系统中的具体设计做了详述。首先TDI CCD焦平面通过机械拼接方式拼凑成可复制的单元。然后,通过三极管射极跟随器增强CCD输出图像信号强度传送给模拟前端芯片LM98640中转换成14 bit的数字信号,再传给现场可编程门阵列芯片XC5VLX50T-1FFG1136C缓存和整合处理。最终,通过TLK2711高速LVDS输出芯片传输给数据采集卡并在计算机上成像。该成像系统中所有的驱动信号和处理时序都是通过现场可编程门阵列产生的,计算机可以通过RS422通信总线对成像系统进行控制和部分参数修改。该系统中的驱动电路和CCD二次电源电路采用厚膜集成电路技术设计,提高了系统的集成度。实验结果表明:整个系统基于厚膜技术,驱动电路PCB电路板减少了2/3的面积,同时采用了机电热一体化的设计,实现了相机的高密度组装。该系统总数据输出速度达到3.6 Gbps,饱和输出图像信噪比52.6 dB。     

高分辨率4 096×96 TDI可见光CCD的研制

采用硅工艺,实现了高分辨率4 096×96 TDI 可见光CCD设计及制作.本文介绍了高分辨率4 096×96 TDI可见光CCD的结构设计及制作,给出了测试结果.     

基于FPGA的TDI—CCD时序电路设计

介绍TDI—CCD的特点、工作原理,根据项目所使用的TDI—CCD的使用要求,设计一种基于Ahera公司的现场可编程门阵列（FPGA）EP3C25Q240的TDI—CCD驱动时序电路,驱动时序使用VHDI。语言编写,在Quartus1I平台上进行时序仿真,通过在硬件电路中的测试结果表明,驱动时序满足该款产品的要求。该实验的主要目的是验证这款TDI—CCD的性能,为其应用和进一步的性能改善获得必要的数据,以促进国产CCD的发展及应用。