4第四章CCD的驱动.ppt

0.5MH 返回 TCD1206UD驱动电路 返回 本章小结 1.转移栅信号ΦSH的作用，高低电平的作用分别是什么？ Φ1、 Φ2的作用， ΦR的作用 2. ΦSH的最小周期确定和什么有关？ 3.在ΦSH为高电平时， Φ1为什么要有个更宽的脉冲？ Φ1、 Φ2、 ΦR的关系， ΦR的占空比 4.驱动电路要产生哪些时钟信号？设计的方法有哪些？ 第四章 线阵CCD工作时序及 驱动电路21 总目录 4.1 线阵CCD图像传感器驱动原理 4.2 线阵CCD图像传感器的驱动电路设计 2、CCD工作时序 1、TCD1206UD摄像器件结构 3、关于驱动原理 2、基于EDA方法CCD驱动时序设计举例 1设计方法概述 电路设计原理 电路设计要求 CCD成像系统的构成 光学镜头、CCD传感器、时序发生器和驱动器、预放器和视频处理器 光学镜头 CCD 预放器 滤波器 CDS 后置放大器 AD转换器 输出接口 驱动器 时序发生器 控制与接口 外部控制 数据 同步 CCD成像系统的构成 CCD传感器：将投影图像转换为电压图像； 光学镜头：将景物投影到CCD上； 时序发生器：产生CCD工作所需的时序脉冲； 驱动器：放大时序脉冲功率，驱动大电容负载； 预放器：阻抗匹配和放大以驱动传输线 视频处理器：降低噪声、减少频率混淆、AD 转换(滤波器、CDS、后置放大器和ADC)。 时序发生器和驱动器 时序发生器是CCD工作的基础。 设计前提是仔细阅读说明书，确定： 时序脉冲的数量； 时序脉冲的时间特性：时序特性、脉宽、上升和下降沿； 时序脉冲的电压特性：每个脉冲的高低电平； 时序脉冲的负载特性：每个脉冲的电容负载。 线阵CCD外形 组成 TCD1206 日本东芝公司生产，物美价廉。 高灵敏度、低暗电流、2160象元 双沟道二相线阵CCD图像传感器 光谱范围250-1100nm，峰值550nm 22个DIP引脚 由2236个pn结光电二极管构成光敏元阵列，其中前64个和后12个是用作暗电流检测而被遮蔽的，Dn；中间2 160个光电二极管是曝光像敏单元，Sn。每个光敏单元的尺寸为长14μm、高14μm、中心距也为14 μm。 光敏元阵列总长为30.24mm，光敏元的两侧是用作存储光生电荷的MOS电容列（存储栅）。 MOS电容阵列两侧是转移栅电极SH，转移栅的两侧为CCD模拟移位寄存器，其输出部分由信号输出单元和补偿输出单元构成。 4.1 线阵CCD图像传感器驱动原理 1、TCD1206UD摄像器件结构 2、 返回驱动 组成 ①光敏元阵列：光注入环节（光电二极管结构） Dn：虚设象元 Dn=64+12(检测暗电流） Sn：有效像元 Sn=2160（检测信号电荷） ②存储阵列：MOS电容阵列（存储栅部分） 将光生电荷暂存 ③CCD模拟移位寄存器部分 将各象元的信号电荷移出输出端 ④曝光像敏单元：2236－76＝2160个， 光敏阵列总长：14×2160＝30.24mm 2236个 管脚符号 管脚名称 Φ1 转移脉冲第1相 Φ2 转移脉冲第2相 RS 复位脉冲 SH 积分脉冲 OS 信号输出 DOS 补偿输出 OD 电源+12V SS 地 NC 未连接（接地端） TCD1206SUD TCD1206SUD TCD1206SUD TCD1206SUD驱动时序 2、TCD1206UD工作时序 Φ2 Φ1 回驱动 说明 说明： SH（ΦSH）：转移栅信号（亦称“行首脉冲”)也控制“光积分时间” 作用：控制光敏区电荷向CCD寄存器转移。 Φ1 、Φ2 ：二相交迭的移位脉冲 作用：将进入CCD移位寄存器的电荷 依次移出输出端。 RS(ΦR)：复位脉冲,清除输出端前面信号电荷影响。 OS(VOS)：CCD信号输出 DOS(VDOS)：补偿输出. 作用：借助此信号改善CCD信号的性能。 ①SH(ΦSH)为高时且Φ1为宽时电荷转移，MOS电容存储势阱电荷向横向模拟移位寄存器Φ1电极下的势阱转移。 ⑴全部感光单元电荷并行转移只此刻ΦSH为高时可以转移。⑵Φ1加宽为保证有足够的时间完成转移。 ②SH(ΦSH)变低后：⑴存储电容列阵进入光积分状态。⑵模拟移位寄存器将获得的信号电荷逐位移出。 结论 ①光积分时间段保证2236象元信号全部移出 ②ΦSH的最小时钟周期TSH1118T1（因分奇、偶两列移出）T1 为Φ1的周期 说明 光积分周期的可控范围。TSH1118 T1后，T1的驱动是空驱 动（无