TDI/CCD图像传感器脉冲驱动电路研究及小型可见光CCD摄像机组件设计

摘要

本文在CCD图像传感器方向做了TDI/CCD图像传感器脉冲驱动电路的研究设计以及小型可见光CCD摄像机组件的设计。 首先是TDI/CCD图像传感器脉冲驱动电路的研究：与普通线阵CCD图像传感器相比，时间延时积分CCD图像传感器(TDI/CCD)有更高的灵敏度。通过n级积分门进行多次曝光叠加，时间延时积分图像传感器能在较低的光照条件下工作，并且噪声仅以n的平方根增加，可减少像元间响应不均匀和固定图形噪声的影响。在航天航空等领域，TDI/CCD图像传感器有着非常广泛的用途。 TDI/CCD图像传感器应用的关键是驱动信号的产生及输出信号的处理。从CCD工作原理入手，对TDI/CCD图像传感器时序驱动电路部分进行了深入研究，设计了TDI/CCD图像传感器的时序驱动电路。采用美国Fairchild公司的CCD525芯片作为成像器件，分析了其驱动电路要求，在比较几种实现方法的基础上，用复杂可编程逻辑器件实现了TDI/CCD的驱动时序，选用Altera公司的MAX7000AE系列CPLD作为硬件设计平台，运用VHDL语言对驱动时序进行硬件描述，采用QuartusⅡ对所设计的驱动时序发生器进行了设计。测量与仿真结果证明是可行的，同时提出了电平转换的方法，并分析研究了TDI/CCD输出信号的噪声成分和相应的抑制方法，针对已有的相关双采样电路的局限性提出了一种基于数字技术双采样的方法来降低信号噪声。 研究最终实现了TDI/CCD信号的稳定输出，并给出了时序驱动的输出波形，总结了系统的各方面性能和存在的问题，为进一步的研究积累了经验。 其次是小型可见光CCD摄像机组件的设计：随着IC制造工艺的飞速发展，CCD摄像机的小型化技术也越来越成熟。本文介绍了采用SONY的ICX039DLA图像传感器芯片的小型可见光黑白CCD摄像机的设计。通过合理的器件选择和电路设计，其在体积、功耗、图像质量、灵敏度等方面都有着较好的表现。该机在减小体积的同时尽可能的提高了成像质量，较好的实现了设计目标。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第二章CCD器件概述

第三章驱动电路的研究与设计

第四章CCD输出信号的处理

第五章 小型可见光CCD摄像机组件的设计

结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文