高速線陣CCD圖像采集系統(tǒng)的設計.pdf

1、線陣電荷耦合器件(CCD)廣泛應用于航天、軍事和工業(yè)檢測等領域。工業(yè)色選需要對圖像進行高速實時采集，對CCD選型、模擬前端設計、驅(qū)動電路設計以及接口進行配置和設計，都提出較高的性能要求。線陣CCD以其成本低、分辨率高等優(yōu)點，特別適合用于線掃描圖像的設計中。研究和設計基于線陣CCD的工業(yè)色選圖像采集系統(tǒng)，對高性能工業(yè)色選機的開發(fā)，具有重要的應用參考價值。
　　 本文研究了線陣CCD圖像采集系統(tǒng)的理論依據(jù)。主要包括：CCD傳感器基本

2、工作原理和主要特性、輸出信號特點、模擬前端技術及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的主要內(nèi)容等。
　　 本文根據(jù)工業(yè)色選系統(tǒng)的要求，對基于線陣CCD的高速圖像采集系統(tǒng)進行了設計。實際分為CCD驅(qū)動時鐘的設計、電壓調(diào)幅電路設計、CCD輸出信號的調(diào)理、模擬前端電路的設計以及采集后圖像信號的傳輸幾個部分。系統(tǒng)采用集成化的模擬前端對CCD輸出信號進行調(diào)理，包括相關雙采樣、暗電平箝位、增益調(diào)節(jié)并進行采樣精度為12比特的模數(shù)轉(zhuǎn)換。最后采用Camera L

3、ink接口傳輸圖像數(shù)據(jù)。系統(tǒng)以ALTERA低成本FPGA為核心，利用ALTERA的QUARTUSⅡ開發(fā)環(huán)境對CCD的驅(qū)動時鐘及模擬前端驅(qū)動時鐘進行設計，對接口通訊進行控制。
　　 通過對測試結果的分析表明，各項性能指標均達到同類產(chǎn)品先進水平。與傳統(tǒng)色選機圖像采集系統(tǒng)的設計技術和方案比較，系統(tǒng)不但具有并行處理程度高，可實現(xiàn)高速處理，集成度高，硬件電路簡單等特點，而且具有色選精度高、數(shù)據(jù)傳輸率快并且性能穩(wěn)定的優(yōu)點。對高性能工業(yè)色選機