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1、面阵电荷耦合器图像检测电路设计摘摘 要要近 30 年来，CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)器件及其应用技术的研究取得了惊人的进展，特别是在图像传感和非接触测举领域的发展更为迅速。目前，CCD广泛应用于安全保卫系统，智能交通系统以及图像信息处理等领域，己经成为人类生活不可缺少的一项工具，与传统的摄像器件相比，CCD 不仅具有体积小，重量轻，灵敏度高，可靠性好等优点，而且还具有很高的空间分辨率，性能优越的空间面阵 CCD 在卫星监控，空间遥感成像和对地观测等领域得到了越来越多的应用。在 CCD 图像检测系统设计中，CCD 的驱动和视频处理电路是整个系统重要组成部分，
2、其主要功能是使 CCD 器件正常工作，并将其探测到的图像信号进行采集、处理和输出。本文结合帧转移型面阵 CCD 的工作原理，分析了 DALSA 公司的 FTT1010-M 器件的驱动时序，设计了 CCD 驱动时序电路。而后，选用复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)作为硬件设计平台，使用 VHDL 语言对驱动时序发生器进行了硬件描述。最后，设计了 CCD 视频信号处理电路，采用 PHILIPS公司推出的视频信号处理器 TDA8783，它将相关双采样、自动增益控制、ADC 模数转换等功能集成在一片芯片上，功能强大、性能优越，价格便宜，实
3、现了高信噪比、高可靠性的 CCD 视频信号处理。关键词关键词：电荷耦合器件；复杂可编程逻辑器件；驱动时序；视频处理AbstractFor the recent 30 years，the researches of Charge Coupled Device(CCD)and its application technology has made remarkable progress，especially in the areas of image sensor and non-contact measurement. As being widely used in the fields of
4、security system，intelligent transportation system and image information processing，nowadays，CCD has become an indispensable tool in our everyday life. Compared with the traditional camera device，CCD not only has the advantage in its size，weight and high sensitivity，but also has very high spatial res
5、olution. The special array CCD is becoming more and more useful in the fields of satellite monitoring，space remote sensing imagings and the earth observation.The design of CCDs driving circuit and video signal processing circuit is the most important part of CCD imaging system design. The main funct
6、ion of it is to make CCD work properly and make sure the collecting，processing and the output of the detected image signal. Combined with the working principles of frame transferring CCD，the driving sequencer of FTT1010-M(CCD Produced by Dalsa Co.Ltd)was analyzed and corresponding driving circuit wa
7、s then designed. Complex Programmable Logic Device(CPLD)has been chosen as the hardware platform，and driving sequencer was realized with VHDL. CCD video signal processor TDA8783 by Philips Co.Ltd is used in video signal processing circuit design.TDA8783 provides Correlated Double Sampling(CDS)，Progr
8、ammable Gain Amplifier(PGA)，Optical Black(OB)level auto-calibration loop，analog-to-digital conversion and other functions in one chip，so that the performance of CCD video signal processing was greatly enhanced and high Signal Noise Ratio(SNR) and excellent reliability is realized.Key words：Charge Co
9、upled Device; Complex Programmable Logic Device; Driving Circuit; Video Processing目目 录录第一章 绪论.11.1 引言.11.2 CCD 驱动电路技术.11.3 本课题的主要任务.21.4 论文各章节的安排.2第二章 CCD 图像传感器简介 .42.1 CCD 概述.42.2 CCD 结构及工作原理.42.2.1 CCD 的 MOS 结构 .42.2.2 CCD 电荷耦合器件的光电转换过程.72.2.3 电荷包的转移 .72.2.4 面阵 CCD 与线阵 CCD.8第三章 图像传感器 FTT1010-M 的驱动时序电路设计.93.1 FTT1010-M 性能介绍.93.2 FTT1010-M 的结构分析.93.3 FTT1010-M 驱动时序的研究.113.3.1 FTT1010-M 的工作时序分析 .113.3.2 FTT1010-M 驱动时序的产生及 VHDL 描述.143.4 FTT1010-M 驱动电路的研究.163.4.1 模拟驱动和数字驱动 .163.4.2 FTT1010-M 驱动电路技术参数 .
