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面阵CCD成像驱动及外围电路的设计与实现
资料介绍
电荷耦合器件(CCD)以其光谱响应宽、动态范围大、灵敏度高等优点广泛应用于图像传感和非接触测量领域。CCD应用的关键问题之一就是驱动电路的设计。驱动面阵CCD往往比线阵CCD复杂，面阵CCD所需的驱动信号数量多，相位要求严格，且需要多种电压的驱动。因此，设计出高精度的面阵 CCD驱动电路具有一定的难度。本文采用两种方式驱动行间转移型面阵CCD，并设计了外围电路。
本文首先介绍常见面阵CCD的工作原理及性能指标，本着低成本、高性能的原则，选择具有可变电子快门的行间转移型彩色面阵CCD ICX098AK作为要研究的图像传感器，并给出驱动及外围电路的设计方案。
其次，按照面阵CCD芯片的驱动时序关系，选用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为硬件平台，使用VHDL语言编写驱动程序，设计基于CPLD的时序发生器；同时本文还采用专用驱动芯片驱动面阵CCD，编写串口配置程序，通过单片机完成驱动芯片的功能模式配置。设计了两种驱动方式的硬件电路，并对生成的驱动时序进行比较。
再次，本文完成了CCD视频信号预处理电路与电源设计。在分析CCD输出信号特点及相关双采样去噪技术的基础上，采用专用视频信号处理芯片进行 CCD信号的放大、去噪与量化；设计了能够提供稳定的多电压，且各电压上电顺序可控的智能电源模块。
最后，制作PCB印刷电路板，通过硬件调试，使驱动电路产生的驱动信号能够满足面阵CCD正常工作的时序要求，并实现了CCD模拟视频信号的数字化。总结了调试过程中所遇到的问题和解决方法，分析不足，为进一步开发提供了可靠依据。
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