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引言 图像传感技术作为现代信息科学的重要内容,近些年来一直受到人们的关注,成为国内外研究的热点。其核心部件CCD 是20 世纪70 年代发展起来的一种新型固体成像器件。具有光电转换、信息存储和传输等功能,集成度高、结构简单、功耗小、性能稳定。在科学研究的各个领域都有着广泛的应用,以CCD 应用为核心的图像采集技术,已经在高空卫星摄像、核爆炸、人体放射检查得到了具体的应用[1~3]。在采用CCD 图像传感器件作为前端采集模块的各种系统中,CCD 驱动时序电路的正确设计是各种系统开发的前提,同时也是各系统能否实现其功能的决定因素。
鉴于此,笔者提出了一种基于复杂可编辑逻辑器件(CPLD)实现的面阵CCD 驱动电路的设计方案。
的特点和结构介绍根据 CCD 结构的不同,面阵型CCD 分为帧转移(Frame Transfer)CCD、隔列转移(Interline Transfer)CCD 和全帧(Full Frame)CCD。
本设计选取的 TC341 是美国TI 公司生产的一款2/3 英寸高性能帧转移型CCD。具有×488(V)个感光像元,有效像元754(H)×484(V),支持隔行扫描和逐行扫描两种工作方式[4](本文中选择逐行扫描工作方式)。该芯片在正常工作状态下不会产生图像的曲解、残留以及图像的滞后等现象。由于采用了TI 公司的专有的Virtual-phase 技术,具有灵敏度高,暗电流小和响应快的优点。
帧转移型面阵CCD 结构由四部分组成,分别是:成像区、存储区、串行寄存器和输出放大器。成像区由并行排列的若干个电荷耦合沟道组成,各沟道之间用沟阻隔开,水平电极横贯格沟道。成像区作用是感受光的照射,将外界的光信息转化为电荷信息。存储区的结构与成像区相同,只是不受光的照射,用来存储成像区转移来的电荷。串行寄存器用于将存储区中电荷逐行传输给输出放大器。输出放大器由浮动扩散结构和一个射极跟随器组成,射极跟随器主要是对微弱的电荷起电流放大的作用,并由输出放大器将电流转换为电压。
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