基于IC的积分时间和频率可调的线阵CCD驱动

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基于CPLD的线阵CCD的驱动电路设计与实现

ｌｉｎｅａｒＴＣＤ１２０９ＤｌｉｎｅａｒＣＣＤ．ＴｈｅｄｒｉｖｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｏｆｌｉｎｅａｒＣＣＤｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｌｅｘｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ
ห้องสมุดไป่ตู้
摘要：ＣＣＤ驱动时序电路的设计实现是其应用的关键问题。该文在分析ＴＣＤ１２０９Ｄ线阵ＣＣＤ的工作原理和驱动时序等特性的基础上，提出了一种基于ＣＰＬＤ的线阵ＣＣＤ驱动电路的设计方法，其中选用ＭＡＸＩｌ系歹４ＣＰＬＤ作为硬件设计平台，运用ＶＨＤＬ语言设计驱动时序电路。该设计使用ＱｕａｒｔｕｓＩＩ软件对所设
ｌｏｇｉｃｄｅｖｉｃｅ（ＣＰＬＤ）ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｔｉｍｅｓｅｑｕｅｎｃｅｄｒｉｖｉｎｇ，ｔｈｅＭＡＸＩＩｄｅｖｉｃｅｓＷａＳｕｓｅｄ
计的驱动程序进行了仿真，仿真与实验结果表明该方案设计可行，电路结构简单，集成度较高，实用性强，
并具有一定通用性。关键词：线阵ＣＣＤ；驱动时序电路；复杂可编程逻辑器件；ＶＨＤＬ
中图分类号：ＴＮ３８６．５文献标识码：Ａ文章编号：１００３－０１０７（２０１３）１０ — ００１３－０５

积分可调的线阵CCD驱动设计与实现

・
技术前沿・
积分可调的线阵ＣＤ驱动设计与实现Ｃ
田庄
（汉理工大学理学院湖北武汉武
４０７）３００
【摘要】彩色线阵图像传感器ＴＣＤ２５Ｄ为例，分析了电荷耦合器件的工作原理及驱动要求，针对改变光积分时间的问题，提以２２出ｒ两种解决方案，并进行仿真测试，结果证明没计方案可进行光积分调节。［键词】关ＣＣＤ积分可调ＴＣＤ２５Ｄ２２【图分类号】中ＴＭ［献标识码】文Ａ【章编号］０７４６（００）０ —０６ —０文ｌ０ —９１２１３０７２
改变以适应测量要求。ＣＣＤ的光积分时间太短，光敏元内积累的电荷少，输出信
ｉｒｓｎｆｉｉｇ
—
ｅｇ（ｌｃｔｅｄｅｃｏｋ）ｎｈｉ（ｏｎｅ＜ｃｎｔｔｅｆｕｔｒｏｓ）ｈｎｃ
ｃｏｕｎｅ＜＝ｃｕｎｔｒ１ｔｒｏｅ＋：
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ｌ
ｃｎｔｏｓ＜＝２２５（ｄ＋１；２５＊Ｎａｄ）ｐｐｏｅｓｃｏｋａ：ｒｃｓ（ｌｃ）
ｂｇｅｍ
荷耦合器件，作为一种新型的光电传感器
件，具有分辨率高、性能稳定、寿命长等特点，在现代光电子学和非接触测量等方面有广泛的应用。ＣＣＤ的正常］作对驱动时序要求严二格，在不同的工作环境，光积分时间也应

基于CPLD技术的新型线阵CCDTCD1501的驱动时序设计与实现

第26卷第3期2007年9月武　汉　工　业　学　院　学　报Journal of W uhan Polytechnic University Vol 126No 13Sep 12007 收稿日期:2007204217作者简介:李强(19802),男,河南省驻马店市人,助教。

文章编号:1009-4881(2007)03-0063-05基于CP LD 技术的新型线阵CCD TCD1501的驱动时序设计与实现李　强(武汉工业学院数理科学系,湖北武汉430023)摘　要:为满足工业测量现场的实际需要,同时克服以往CCD 驱动电路的缺点,本文设计和开发了一个新的线阵CCD 驱动电路。

该电路主要采用了CP LD 器件,同时充分发挥其“可编程”的技术特性,为用户提供了丰富的接口信号。

本文详细介绍了该驱动电路的驱动时序的设计思想。

实验结果表明:在该驱动时序作用下,驱动电路可以完全正常工作。

关键词:线阵CCD;复杂可编程逻辑器件;驱动时序;硬件描述语言中图分类号:T N 386.5 文献标识码:A0　引言以往的CCD [1]驱动电路几乎全部是由普通数字电路芯片实现的,需要焊接很多电子元件,导致整个电路体积较大、设计复杂且过于偏重于硬件的实现。

其主要缺点是工作量大、调试困难、容易出错和灵活性较差,特别是当驱动电路工作在较高频率时,干扰问题严重,系统工作不稳定。

即使目前有些驱动电路使用了CP LD 技术[2],但其功能简单,灵活性、扩展性和适用性依然较差,没有充分体现出CP LD 器件的“可编程”的技术特点。

本文给出了一种基于CP LD 技术的线阵CCD 驱动电路的设计方案。

通过计算机仿真和实际电路测试,结果表明其可以很好地解决以往CCD 驱动电路中存在的以上缺陷,具有重要的实用价值。

1　线阵CCD 驱动电路的工作原理1.1　TCD 1501驱动电路的主要特性T CD1501是由T OSH I B A 公司生产的一款高灵敏度、低暗电流、内置采样保持电路的5000像元的线阵CCD 。

大学实验-线阵CCD原理及驱动

实验一线阵CCD原理及驱动一、实验目的①掌握本实验仪的基本操作和功能；②掌握用双踪迹示波器观测二相线阵CCD驱动脉冲的频率、幅度、周期和各路驱动脉冲之间的相位关系等的测量方法；③线阵CCD驱动脉冲的时序和相位关系观测，掌握二相线阵CCD的基本工作原理，尤其是复位脉冲CCD输出电路中的作用；转移脉冲与驱动脉冲间的相位关系，掌握电荷转移的过程。

④通过对典型线阵CCD在不同驱动频率和不同积分时间下的输出信号测量，进一步掌握线阵CCD的有关特性，加深对积分时间的意义的掌握，以及驱动频率和积分时间对CCD输出信号的影响。

理解线阵CCD器件的“溢出”效应。

二、实验前准备内容①学习线阵CCD的基本工作原理（参考有关教材），阅读双踪迹示波器的使用说明书；②学习TCD2252D线阵CCD基本工作原理（参考附录）；③掌握双踪迹示波器的基本操作；④根据线阵CCD的基本工作原理，观测转移脉冲SH与F1（CR1）、F2（CR2）的相位关系，理解线阵CCD的并行转移过程。

观测F1与F2及F1与RS间的相位关系，理解线阵CCD 的串行传输过程和复位脉冲RS的作用；⑤测量驱动频率的不同调整档下的F1与F2、F1、RS的周期与频率以及CCD行（FC）周期为以下实验做准备。

三、实验所需仪器设备①双踪迹同步示波器（带宽50MHz以上）一台；②彩色线阵CCD多功能实验仪YHLCCD－IV一台。

四、实验内容及步骤1．实验预备①首先将示波器地线与实验仪上的地线连接好，并确认示波器和实验仪的电源插头均插入交流220V插座上；②打开示波器电源；③打开YHLCCD－IV的电源开关，观察仪器面板显示窗口，数字闪烁表示仪器初始化，闪烁结束后显示为“00 0”字样，前两位表示积分时间档次值，共分为32档，显示数值范围由“00”~“31”，数值越大表示积分时间越长。

末位表示CCD的驱动频率，分4档，显示数值范围“0”~“3”，数值越大表示驱动频率越低。

基于CPLD的光积分时间可调线阵CCD驱动电路设计

绍了驱动电路及积分时间控制的实现方法，并用ＶＨＤＬ语言和层次化电路设计了ＣＤ的驱动时序和积分时间控制单元．Ｃ选用ＭＡＸ００系列的复杂可编程逻辑器件（ＰＤ）７０ＣＬ芯片，用ＭＡＸ＋ＰＵＳＩ软件对所做的设计进行了功能仿真，使ＬＩ实现了驱
动时序和可调节积分时间的功能，并给出了ＣＩＰＤ实现电路和时序仿真波形．
关键词：Ｃ积分时间；ＣＤ；可编程
文献标识码：Ａ
文章编号：Ｏ４１９（Ｏ６Ｏ・７１０１Ｏ－６９２Ｏ）５１８－４
ＫｅａｏａｏｙｆｒＯｔ— ｌｃｒｎｃＴｃｎｌｇ＆ＳｓｍｓｆＭｉｉｒｆＥｕａｉｎ，ｙＬｂｒｔｒｏｐｏＥｅｔｏｉｅｈｏｏｙｙｔｎｓｙｏｄｃｔｏｅｏｔ
＼ｉｒ－ｙｔｍｓｒｈＣｎｅ，ＣｏｇｉｇＵｉｅｓｔＣｏｇｉｇ４０４，ＣｉａＭｃｏｓＲｅｅｃｅｔｒｈｎｑｎｎｖｒｉＳｅａｙ，ｈｎｑｎ００４ｈｎ
基于ＣＬ的光积分时间可调线阵ＣＤ驱动电路设计ＰＤＣ
姬先举，温志渝
（重庆大学微系统研究中心重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆４０４）００４
摘要：在分析Ｓｎ公司的ＩＸ５Ｂ型线阵ＣＤ工作原理的基础上，ｏｙＬ５４Ｃ针对ＣＤ器件在光信号分析中存在的问题，Ｃ详细介
Ｄｅｉｎｏ￣ａｓｇｆＬｈｅｒｏＣＤｉｉｇＣｉｃｉｔｕａｌｎｅｒｔｏｎｓｄｏｈＬＤＤｒｖｎｒｕｔ、ｈＴｎｂｅＩｔｇａｉｎＴｕｅＢａｅｎｔｅＣＰ

基于CPLD 的线阵CCD 的驱动电路

1 总体方案设计线阵CCD 一般不能直接在测量装置中使用，因此CCD 驱动信号的产生及输出信号的处理是设计高精度、高可靠性和高性价比线阵CCD 驱动模块的关键。

传统驱动CCD 的设计方法使CCD 的工作频率较慢，信号输出噪声增大，不利于提高信噪比，不能应用于要求快速测量的场合。

而用器件CPLD 进行驱动，则可提高脉冲信号相位关系的精度，以及提供给CCD 驱动脉冲信号的频率，而且调试容易、灵活性高。

目前，在工业技术中，多采用基于CPLD 的实现线阵CCD 的驱动。

系统框图如图1 所示。

图1 基于CPLD 的线阵CCD 的驱动电路2 硬件设计2. 1 CPLD 的硬件电路的设计以CPLD（Complex Programmable Logic Device）器件为核心，设计线阵CCD 的驱动电路。

然后在其基础上扩展，选择其他元器件，设计出与其相配套的电路部分，经调试后组成硬件系统。

CPLD 的电路由5 部分组成，有源晶振向EPM240T100C5N 的U1A 的IO/GCLK0 口输入时钟脉冲CLK0，提供了CPLD 工作的时钟脉冲，因为时序逻辑的需要。

U1C 从JTAG 端口中下载程序，U1B 的52、54、56、58 口输出脉冲信号。

U1D 管脚接3. 3 V 电压，U1E 管脚接地。

电路原理如图2 所示。

图2 CPLD 的电路原理图2. 2 DC /DC 模块的设计为得到CPLD 所需的电压，外接电源需要经过DC /DC 模块进行转换。

为进一步减少输出纹波，可在输入输出端连接一个LC 滤波网络，电路原理如图3所示。

图3 DC/DC 模块的电路原理图设计2. 3 稳压模块的由DC /DC 模块转换的直流电压，经过一个R11电阻和一个发光二极管接地，发光二极管指示灯，然后从AMS 芯片的Vin端输入，进入到芯片的内部，经过一系列的计算，从Vout输出3. 3 V 电压，GND 端端口接地。

为消除交流电的纹波，电路采用电容滤波，分别用0. 1 μF 的极性电容和10 μF 的非极性电容组成一个电容滤波网络。

基于CPLD的可调积分时间线阵CCD驱动的设计

系统的主频或分频电路的某些参数来实现，因而使用起来
缺乏灵活性；而且，系统主频的改变对驱动波形的产生造成影响，不能实现宽范围的积分时间的调整．研究设计本的ＣＤ驱动电路正是为解决此问题而提出的．设计首先Ｃ该
保证系统工作主频不变，而使信号处理电路的参数、从频率等指标不受影响，然后通过基本技术单元产生ＣＤ工作Ｃ
不改变ＣＤ工作时钟频率的情况下，Ｃ改变其积分时间内的
１线阵ＣＤ工作原理及驱动波形Ｃ
ＣＤ是ＣＡＧＯＰＥＥＩＥ的简称，ＣＨＲＥＣＵＬＤＤＶＣ它是由一系列相邻的ＭＯ（Ｓ金属一氧化物一半导体）存储单元构成，其工作原理是：敏元在受到外界光照时可以产生电荷，光此电荷被存储在ＭＳ存储单元内，Ｏ而且产生的电荷的多少
所需要的基本波形，保证ＣＤ正常工作．Ｃ通过附加的记数
２ＣＤ驱动的实现Ｃ
在设计ＣＤ驱动电路时，Ｃ首先必须提供满足ＣＩ正常Ｃ）
延时电路控制积分时间．过计算机接口电路，可以实通还
现积分时间的智能控制．
工作所需各脉冲信号，而且其积分时间可以灵活改变．在
的基准时钟信号，过３位计数器分频得到频率为１Ｍ－通Ｉｌｚ的，，．却通过计数范围５１０的基本计数器可以得０
到跚．Ｅ，Ｂ，Ｅ，Ｂ，１０，２０，各时钟脉冲如图３所示．

一种积分时间可调型线阵CCD的改进驱动方案

Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ＣＰＬＤ；ｌｅｒＣＣＤ；ｔａｓ１ｎａｉｎｉａｎｒｎｐａｔｔｏ
引言
线阵ＣＤ是一种自扫描成像器件，Ｃ其在非接触测量方面应用十分广泛。线阵ＣＤ的驱动是整个测Ｃ量系统的基础，涉及到系统的稳定性。线阵ＣＤ的驱动方案有很多种，中最具优势的是ＦＧＡ／其Ｃ其ＰＣＬｆｌｒｇａＰＤ（ｉｄｐｏｒｍｍａｌｇｔｒａｅｂｅａｅａｒｙ现场可编程门阵Ｙ／ｏｌｘｐｏｒｍｍａｌｌｉｄｖｃ复杂可编］１ｃｍｐｅｒｇａｂｅｏｃｅｉｇｅ程逻辑器件）驱动方式，现在ＦＧＡ和ＣＬＰＰＤ的开发成本不断下降，技术指标和芯片内部资源不断提升，
１驱动方案分析
文中采用的线阵ＣＤ是东芝公司的ＴＤ１ＯＡＰ，ＣＣ３４它是一种双沟道线阵ＣＤ，有高响应度、暗电Ｃ具低
流的特点，包括３４个像敏单元，８６像敏单元尺寸为８ｍ×２００ｍ，并且带有电子快门和采样保持电路，另外还集成了逻辑控制器，给电路驱动的时序控制提供了方便，同时也带来了不确定性。驱动电路这但
＊
付舒刘强王立刚，天
（．北石油大学电子科学学院，１东黑龙大庆１３１；．江６３８２哈尔滨工程大学理学院，黑龙江哈尔滨

基于CPLD的线阵CCD动态驱动电路设计与应用

ｓｌｅ．ＡｙａｃＣＣｒｖｎｙｔｍａｅｎＣＰＤｈｓｂｅｐｌｄｉｎａｔｍａｉｅｔｒｎｙｔｍｏｃｔｓｒｐｏｖｄｄｎｍｉＤｄｉｇｓｓｅｂｓｄｏＬａｅｎａｐｉｎａｕｏｔｃｎｅｇｓｓｉｅｃｉｅｔｕｔａ
的空驱动数目，而动态控制光积分时间。采用该驱动电路，从系统可在高速工作主频下，获得较高的系统采样精度，并且解决了ＣＤ输出信号受环境影响而产生的饱和失真和背景与物体无法分开的问题。目前，驱动电路已Ｃ此
应用于钢厂带钢纵切机组自动对中系统中，效果良好。
ａｃｒｃ．Ｍｏｅｖｒｔｅｐｏｌｆｓｔｒｔｎｄｓｒｏｎｈｉｃｌｆｓｐｒｔｇｏｊｃｆｍｂｃｇｏｎｒｅｃｕａｙｒｏｅ，ｈｒｂｅｏａｕａｉｉｏｔｎａｄｔｅｄｕｔｏｅａａｎｂｅｔｒａｋｕｄａｅｒ— ｍｏｔｉｉｆｙｉｏｒ
ＡｂｔａｔＡｎｗａｆｙａｃｌｅｒａｒｙＣＤｒｖｎｉｕｔｅｉｎｂｓｄｏＰＤｗａｒｓｎｅ．Ｉｅｄｓｇｓｒｃ：ｅｗｙｏｎｍｉｉａｒａＣｄｉｇｃｒｉｄｓａｅｎＣＬｓｐｅｅｔｄｎｔｅｉｎ，ｓｓｄｎｉｃｇｈｙ—
维普资讯
第２卷第３１期
２００６年９月天津技大学学报ＪｕｎｌｆｉｎｉｎｖｒｉｆｃｅｃｏｒａａｊＵｉｅｓｙｉｎｅ＆ＴｃｎｌｇｏＴｎｔｏＳｅｈｏｏｙ

线阵CCD驱动电路设计的几种方法

3 3
荡器作为时钟 ,频率为 3MHz. 经 3 分频电路输出再和时钟输出相与非即得RS脉冲 ,频率为 1MHz.
Lattice 和 Atmel公司均有 PLD产品 ,虽然不同公司的产品在结构上差异较大 ,但都能实现可重复编程开发的功能。
图 3 单片机与 CCD的连接
图 2 数字电路设计时序发生器逻辑电路图 (2) 3 分频输出端再接 JK 触发器组成的 2 分频电路。其输出即得到Φ1 ,Φ2脉冲。 (3) 由 3 个 10 分频 (十进制计数器) 和 1 个 2 分频电路进行脉冲延时 ,然后去控制 JK 触发器就得到了所需的 SH脉冲的周期。在 SH 脉冲低电平期间 ,两列移位寄存器需输出 2220/2 个脉冲。所以 SH 脉冲周期必须大于 (或等于) 1110 个 Φ1 (亦 Φ2) 脉冲周期。这里用 3 个 10 分频和 1 个 2 分频电路可得 SH 的周期大于 2000 个Φ1 周期。若设 CCD采光时间即 SH 周期为 1400 个Φ1 周期 ,当计数器计满 1400 脉冲时用与非门引出信号使 JK 触发器和计数器置 0 。JK 触发器翻转即输出了SH脉冲的前沿。随后 ,由 3 分频的Q1端输出触发 JK 触发器再次翻转 ,JK 触发器翻转回即到SH脉冲的后沿。SH后沿比Φ1提前跳变 ,满足波形要求。电平转换电路一般采用 MOS驱动器 (如 DS0026,74HC04 等) 把SH ,Φ1 ,Φ2 ,RS反相即得所需的 SH,Φ1 ,Φ2 ,RS 脉冲。
2. 3 单片驱动方法
由于大多数 CCD应用系统都含有单片机 ,这使有关 CCD 应用系统开发者十分自然地考虑用单片机的并行锁存输出口输出所需的驱动脉冲信号 ,实现对 CCD的控制。单片机是靠指令产生 I/O 口的输出逻辑状态来产生驱动时序 ,由于线阵 CCD的典型复位脉冲是 1MHz, 对单片机的速度有一个最低要求 ,所以要实现这种驱动方法必须使用指令周期小于 1 μs 的单片机 ,如 AVR单片机。

基于CPLD的线阵CCD驱动电路设计方法的研究与实现

ｔｅｐｏｏｒｍｍａｅｔｃｎｏｏｙｏＰＬＤｈｅｈｌｆｔｐｒｇａｈｅｂｌｅｈｌｇｆＣ
．
Ｉｓｋｅｅｔｅ，ｐｒｎｉｅａｓｇｄｅｆｔｅｔｉｇｓｑｎｅｔｙｆａｕｒｓｉｃｐｌｎｄｄｅｉｉａｏｉｎｅｕｅｃｎｓｈｍ
０引言
ＣＤ（ｈｒｅＣｕｌｅｉｅ）ＣＣａｇｏｐｅＤｖｃｓ，电荷耦合器件，是ｄ七十年代初发展起来的新型半导体器件，它是美国贝尔实验室的ｗ．．ｏｌＧ．．ｍｉＳＢｙｅ和ＥＳｔｈ于１７首先提出９０年的 …。后来很快被Ａｍａｏ等人的实验所证实。在经历ｌｌ了几年的研究阶段之后，建立了以一维势阱模型为基础的非稳态ＣＤ基本理论。３Ｃ０年来，ＣＣＤ器件理论及其应用技术等的研究取得了极大的发展，尤其在图像传感
ｉｅｇｎｅｎｅｓＴｉｄｖｒｓｅｅｐｄｏｅａｓｆＰＤ，ａｄｒｈｉｔｒｃｇａｅｒｖｄｄｆｒｓｒｗｔｎｎｅｒｇｌ．ｈｓｒｅｖｌｅｎｔｓＬｉｉｆｄｉｉｉｄｏｈｂｉｏＣｎｃｅａｅｉｌａｏｉｅｓｉｉｎｆｓｓｒｐｎｅｏｕｈ
摘要：以典型的线阵ＣＤＩＣ￣像传感器件ＴＤ３ＤＣ１为例，设计和开发了一种线阵ＣＤ￣２Ｃ￣动电路。电路主要采用了复杂可编程逻辑器件（ＰＤ，充分发挥其 “ ＣＬ）可编程 ”的技术特性，为用户提供了丰富的接口信号。介绍了
该驱动电路的主要特性、工作原理和驱动时序的设计思想，阐述了逻辑设计原理，给出了ｃＰＤ实现电路和Ｌ

一种积分时间可调型线阵CCD的改进驱动方案

一种积分时间可调型线阵CCD的改进驱动方案付天舒;刘强;王立刚【摘要】为了提高积分时间可调型线阵CCD的时序调整灵活性和驱动程序的可移植性.根据积分时间可调型线阵CCD芯片的工作原理,在光积分栅电极脉冲的低电平区附近,对转移栅脉冲的时序加以改进,提出了一种新的驱动时序设计方案.程序设计语言使用了硬件描述语言Verilog,采用Modelsim软件对东芝公司的TCDI304AP时序方案进行了功能仿真,并针对ALTERA公司的EPM240T100C8N 芯片进行了适配.仿真结果和硬件实验结果表明该方案正确,其具有可控性好、可移植性好、开发效率高的特点.%The purpose of the design is to improve the sequence adjustable capability and program transplant capability of driving method for linear CCD with tunable integration time. According to the operating principle of linear CCD chip with tunable integration time, the sequence of shift gate pulse by low level range of integration clear gate pulse is adjusted. A new design of the sequence was introduced. The hardware description language is Verilog. A design for TCD1209D of TOSHIBA corporation fulfills function simulation with Modelsim software and fits into EPM240T100C8N of Altera corporation. The simulation and hardware experiment shows that the design is correct. As a result, the design is characterized by easy controllability, transplantability and a higher development efficiency.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2012(034)004【总页数】6页(P34-39)【关键词】CPLD;线阵CCD;移植【作者】付天舒;刘强;王立刚【作者单位】东北石油大学电子科学学院,黑龙江大庆163318;哈尔滨工程大学理学院,黑龙江哈尔滨150001;东北石油大学电子科学学院,黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TN29引言线阵CCD是一种自扫描成像器件，其在非接触测量方面应用十分广泛。

基于有限状态机积分时间和频率可调的CCD驱动

２Ｃｌｇｆａｅｔｓｎｈ￣ｓＣｏｇｉｇＵｉｅｓｙｈｎｑｎ０００Ｃｉａ．ｏｌｅｏｔｍａｉｄＰｙｃ，ｈｎｑｎｎｖｒｉ，Ｃｏｇｉｇ４０３，ｈｎ）ｅＭｈｃａｔ
ＡｂｔａｔＶＨＤａｎｄａｔｇｓｕｈａｓｌｎｓ，ｉｈｆｃｅｃｎｏｄｓｂｌｙｉｓｒｃ：Ｌｈｓｍａｙａｖａｅ，ｓｃｎｓｉｅｅｓｈｓｅｉｎｙａｄｇｏｔｉｔ，ｎｍｐｉａｉ
ｒｓｌｓｓｏｔｔｔｅａｐｏｃｏｎｙｏｅｕｔｈｗｈａｐｒａｈｎｔｏｌｗｎｓｓｍｐｅｐｒｎｉｌｉｈｉａｙｔｃｉｖｂｌｏｈｓｇｏｈｉｌｉｃｐｅｗｈｃｓｅｓｏａｈｅｅ，ｕｔａｓａｏｄ
ｌｉｉｔｎｓｏｖｎｅｔｏｅｕｇｎ．ｆｘｂｌｙａｄｉｃｎｅｉｎｒｄｂｇｉｇｅｉｆＫｅｒｓＣＬｙｗｏｄ：ＰＤ；ＣＤｄｖｒＦＭＣｒｅ；Ｓｉ
０引言
可调积分时间和频率的驱动能够有效地提高线阵ＣＤ对环境的适应能力。在应用时线阵ＣＤ可ＣＣ
ｌｅｒＣｒｅｉｕａｌｔｇａｉｎｔｄｆｑｅｃ．ｈｐｒａｈｉｂｓｄｏＰＤｎＳｉａＣＤｄｉｒｗｔｔｎｂｅｉｅｒｔｉａｒｕｎｙＴｅａｐｏｃａｅｎＣＬａｄＦＭｎｖｈｎｏｍｅｎｅｓ
文中主要以日本东芝公司生产的线阵

基于IC的积分时间和频率可调的线阵CCD驱动

基于IC的积分时间和频率可调的线阵CCD驱动
徐丹阳; 童建平; 陈鲤江; 隋成华
【期刊名称】《《浙江工业大学学报》》
【年(卷),期】2010(038)001
【摘要】CCD器件作为现代视觉信息获取的一种基础器件，因其能实现信息的获取，转换和视觉功能的扩大，同时能给出直观、真实、层次丰富的可视图像信息，因此在光谱分析中得到了越来越广泛的应用．主要介绍了一种基于IC驱动法实现
线阵CCD（TCD1206SUP）转移脉冲^-SH，驱动脉冲^-CR1和^-CR2，复位脉冲RS的产生，同时结合单片机实现积分时间和频率同时可调．这款驱动电路用在相应的光谱仪中可以测量的光谱范围为300～600nm，同时结合C-T型光学系统，分辨率可以达到0．06nm．
【总页数】4页(P67-70)
【作者】徐丹阳; 童建平; 陈鲤江; 隋成华
【作者单位】浙江工业大学理学院浙江杭州310032; 浙江工业大学之江学院浙江杭州310032
【正文语种】中文
【中图分类】TM131.5
【相关文献】
1.基于CPLD的可调积分时间线阵CCD驱动的设计 [J], 喻川;邹建
2.基于有限状态机积分时间和频率可调的CCD驱动 [J], 莫增;陈土江
3.基于CPLD的光积分时间可调线阵CCD驱动电路设计 [J], 姬先举;温志渝
4.基于CPLD的光积分时间可调线阵CCD驱动电路设计 [J], 姬先举;温志渝
5.一种光积分时间可调的线阵CCD驱动设计 [J], 刘月林;诸葛晶昌
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线阵CCD图像传感器驱动电路的设计

线阵CCD图像传感器驱动电路的设计上传者：卤煮火烧浏览次数:7131引言电荷耦合器件(CCD.Charge(Couple Device)是20世纪60年代末期出现的新型半导体器件。

目前随着CCD器件性能不断提高.在图像传感、尺寸测量及定位测控等领域的应用日益广泛.CCD应用的前端驱动电路成本价格昂贵，而且性能指标受到生产厂家技术和工艺水平的制约.给用户带来很大的不便。

CCD驱动器有两种：一种是在脉冲作用下CCD器件输出模拟信号，经后端增益调整电路进行电压或功率放大再送给用户：另一种是在此基础上还包含将其模拟量按一定的输出格式进行数字化的部分，然后将数字信息传输给用户，通常的线阵CCD摄像机就指后者，外加机械扫描装置即可成像。

所以根据不同应用领域和技术指标要求.选择不同型号的线阵CCD器件，设计方便灵活的驱动电路与之匹配是CCD应用中的关键技术之一。

本文以TCD1501C型CCD图像传感器为例.介绍了其性能参数及外围驱动电路的设计.驱动时序参数可以通过VHDL程序灵活设置.该电路已成功开发并应用于某型非接触式位置测量产品中。

2 CCD工作原理CCD是以电荷作为信号，而不同于其他大多数器件是以电流或者电压为信号，其基本功能是信号电荷的产生、存储、传输和检测。

当光入射到CCD的光敏面时.CCD首先完成光电转换.即产生与入射光辐射量成线性关系的光电荷。

CCD的工作原理是被摄物体反射光线到CCD器件上.CCD根据光的强弱积聚相应的电荷.产生与光电荷量成正比的弱电压信号，经过滤波、放大处理，通过驱动电路输出一个能表示敏感物体光强弱的电信号或标准的视频信号。

基于上述将一维光学信息转变为电信息输出的原理，线阵CCD可以实现图像传感和尺寸测量的功能。

图1为CCD 光谱响应曲线。

3 驱动电路的实现线阵CCD TCD1501C的主要技术指标如下：像敏单元数为5 000;像元尺寸为7μm×7μm;像元中心距为7μm;像元总长为35 mm;光谱响应范围为400 nm-1000 nm.光谱响应峰值波长为550 nm，灵敏度为10.4 V/lx.s～15.6 V/lx.s。

基于CPLD的光积分时间可调线阵CCD驱动电路设计

基于CPLD的光积分时间可调线阵CCD驱动电路设计
姬先举;温志渝
【期刊名称】《传感技术学报》
【年(卷),期】2006(019)005
【摘要】在分析Sony公司的ILX554B型线阵CCD工作原理的基础上,针对CCD 器件在光信号分析中存在的问题,详细介绍了驱动电路及积分时间控制的实现方法,并用VHDL语言和层次化电路设计了CCD的驱动时序和积分时间控制单元,选用MAX7000系列的复杂可编程逻辑器件(CPLD)芯片,使用MAX+PLUS Ⅱ软件对所做的设计进行了功能仿真,实现了驱动时序和可调节积分时间的功能,并给出了CPLD实现电路和时序仿真波形.
【总页数】4页(P1781-1784)
【作者】姬先举;温志渝
【作者单位】重庆大学微系统研究中心重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室,重庆,400044;重庆大学微系统研究中心重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室,重庆,400044
【正文语种】中文
【中图分类】TN3
【相关文献】
1.基于CPLD的可调积分时间线阵CCD驱动的设计 [J], 喻川;邹建
2.基于CPLD的光积分时间可调线阵CCD驱动电路设计 [J], 姬先举;温志渝
3.一种光积分时间可调的线阵CCD驱动设计 [J], 刘月林;诸葛晶昌
4.基于CPLD工作模式可调的线阵CCD驱动电路设计 [J], 谭露雯;李景镇;陆小微;杨帆
5.基于CPLD的线阵CCD光积分时间的自适应调节 [J], 谷林;胡晓东;罗长洲;徐洲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

光电检测与显示实验五线阵CCD应用实验

实验5 线阵 C CD 应用实验电荷耦合器件（Charge coupled devices）是70年代初期发现的新型集成光电传感器件。

它有线阵列与面阵列两种基本类型，各有不同的工作原理与特性。

它们的应用为机器视觉领域的改革创新立下了汗马功劳，使机器有了获取70%以上信息的能力，加之它易于与计算机配合，使机器安装“眼睛”与“大脑”成为可能，使机器走向自动化、智能化的趋势进入现实阶段。

线阵CCD的工作原理简单，易于掌握，而它在机器视觉领域的地位举足轻重。

线阵CCD 通常用于工业领域的非接触自动检测设备上，尤其是自动化生产过程或生产线上，用作在线非接触光电检测设备或俗称为“电眼”。

非接触检测物体的尺寸、运动速度、加速度、运动规律、位置、面形、粗糙度、变形量、光学特性变化、条码信息和其他应用。

本实验共有9 项实验内容，前2 项实验属于原理性或认识性实验，实验3~9 属于典型应用的实验，学生通过这些代表性的应用实验能够充分认识与理解线阵CCD 在工业领域非接触测量工作中的重要地位。

（一）线阵 CCD 原理与驱动特性一、实验目的1、掌握彩色线阵CCD开发应用实验仪的基本操作和功能。

2、掌握用双踪迹示波器观测二相线阵CCD 驱动脉冲的频率、幅度、周期和各路驱动脉冲之间的相位关系等测量方法。

3、通过对典型线阵 CCD 驱动脉冲的时序和相位关系的观测，掌握二相线阵 CCD 的基本工作原理，尤其要掌握 RS 复位脉冲与 CR1、CR2 驱动脉冲间的相位关系，分析它对CCD 输出信号的影响。

SH转移脉冲与CR1、CR2驱动脉冲间的相位关系，掌握电荷转移的几个过程。

二、实验仪器1. LCCDAD-Ⅱ-A型线阵CCD 应用开发实验仪一台；2. 装有VC++软件及相关实验软件的PC 计算机一台；3. 双踪迹同步示波器（推荐使用数字示波器，带宽应在 50MHz以上）一台；三、实验内容及步骤1．实验预备（1）首先将示波器的地线与实验仪上的接地线连接好，并确认示波器和实验仪的电源插头均已插入交流220V电源插座上；（2）取出双踪迹同步示波器的测试探头待用；（3）打开示波器的电源开关，选择自动测试方式（按下示波器右上角“自动设置”按钮），旋转“垂直设置”旋钮，调整显示屏上出现的扫描线处于便于观察的位置；（4）通过USB 总线将实验仪与计算机或 GDS-Ⅲ实验平台的 USB输入端口相连；（5）将LCCDAD-Ⅱ-A型线阵CCD 应用开发实验仪的电源开关打开，红色指示灯亮；（6）启动计算机，打开桌面上的快捷方式“线阵CCD ”，点击“1-LV ”，弹出如图 1-1所示的执行界面，点击需要设置的参数，该参数会以较大数字显示在下方，用鼠标点击“设置”，完成设置工作。

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