如何利用TCD1304实现自动增益控制的高速CCD驱动电路设计?.doc
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1、如何利用TCD1304实现自动增益控制的高速CCD驱动电路设计?引言CCD是以电荷包的形式存贮和传递信息的半导体表面器件,目前市场上的CCD器件并未对其驱动信号、输出信号做任何处理。因此,在实际应用中,需要根据CCD的型号、用途和应用领域的不同而设计不同的驱动电路,以及数据采集、处理系统。CCD 的光积分时间决定着CCD的曝光量,在不同的光照强度下,需要的实际光积分时间不同。光强较弱时需要较长的光积分时间,以使光敏单元吸收到足够的光信息;相反,光强很强时,光积分时间不能太长,否则CCD的输出信号会饱和失真,不能准确地反应要测量的信息。因此要得到精确的测量信号,就需要实时的调节光积分时间。CCD
2、传感器必须在一定的驱动脉冲的作用下才可以完成信号电荷的转移、输出。在一定的驱动频率内,提高驱动信号的频率则会加怏电荷包的移动,从而提高测量速度;反之,降低驱动信号的频率则会降低测量速度。因此要提高测量速度就要提高驱动信号的频率,而在某些场合需要将光积分时间提高到10us时,就需要将时钟频率提高到几百兆,频率太高又引出更难、更复杂的问题,而且这种方法下测量速度的提离空间也是有限的。本文的主要任务就是解决上述的CCD目前在其应用领域中存在的不足。1 TCD1304的特性及驱动信号要求TCD1304 是一款高灵敏度、低暗电流,具有3648个像元(46个哑元)的线阵图像传感器,可以用于终端的人工扫捕器
3、。TCD1304的一大特性就是具有电子开关,而电子开关的主要功能是可以使CCD的输出信号根据光照的强弱实时的进行调整。其各管脚的名称及作用如表1所示。表 1 TCD1304 管脚名称及功能介绍其内部结构由光电二极管和电荷转移电极组成的光敏单元、两个CCD模拟移位寄存器、两个转移栅、输出缓存机构和驱动信号内部逻辑电路五个部分组成。各驱动脉冲的时序要求如图1所示;OS 为CCD的输出信号。如图1所示,帧转移信号SH两个连续下降沿之间的时间tINT即为光积分时间,在这段时间光敏单元开始将接收到的光信号转化为电信号,并将电荷包按奇偶顺序转移到模拟移位寄存器中。该时间的长短不再依赖于基础时钟信号M,与传
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