長(zhǎng)線陣CCD高速驅(qū)動(dòng)與信號(hào)處理系統(tǒng)研究.pdf

1、線陣CCD（電荷耦合型器件）由于其具有較廣的成像視野、快速的掃描速率、較高的分辨率等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的被運(yùn)用在軍事領(lǐng)域和航天推掃等高端應(yīng)用場(chǎng)合?；贔PGA的長(zhǎng)線陣CCD成像系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)的對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行采集，在器件的挑選、驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘的選擇、各部分信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)以及通信接口的調(diào)試過(guò)程中，都需要有相當(dāng)高的標(biāo)準(zhǔn)。研究和設(shè)計(jì)基于線陣CCD的高速驅(qū)動(dòng)與信號(hào)處理系統(tǒng)，對(duì)高性能航天推掃相機(jī)的開發(fā)，具有重要的應(yīng)用和參考價(jià)值。
　　本文研究了長(zhǎng)線陣

2、CCD高速驅(qū)動(dòng)與信號(hào)處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理。主要包括:CCD傳感器的主要特性和基本工作原理，輸出信號(hào)特征，相關(guān)雙采樣原理以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。根據(jù)航天推掃系統(tǒng)中CCD相機(jī)的要求，對(duì)基于FPGA的長(zhǎng)線陣CCD高速驅(qū)動(dòng)與信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括高速CCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)電路的設(shè)計(jì)、CCD管腳驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、CCD輸出信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)、模擬前端電路設(shè)計(jì)以及采集后圖像信號(hào)的格式編排設(shè)計(jì)幾個(gè)部分。本系統(tǒng)采用集成化的模擬前端對(duì)CCD輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，模擬前端包

3、括相關(guān)雙采樣電路、暗電平鉗位電路、增益調(diào)節(jié)電路以及采樣精度為12比特的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。本設(shè)計(jì)以Xilinx公司的低成本FPGA為核心，利用Xilinx公司的開發(fā)環(huán)境ISE14.1對(duì)CCD的驅(qū)動(dòng)時(shí)序信號(hào)以及模擬前端驅(qū)動(dòng)信號(hào)和串行外圍設(shè)備接口(Serial Peripheral Interface)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)模擬前端輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行格式編排。
　　通過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析表明，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。與傳統(tǒng)的長(zhǎng)線陣CCD驅(qū)