基于CPLD的帧转移面阵CCD驱动电路的设计.

基于FPGA的帧转移面阵CCD驱动电路设计

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基于FPGA的线阵CCD驱动时序电路的设计

基于FPGA的线阵CCD驱动时序电路的设计O 引言电荷耦合器件(Charge Coupled Deviees，CCD)是一种图像传感器，它在工业、计算机图像处理、军事等方面都得到广泛的应用。

目前CCD 的应用技术已成为集光学、电子学、精密机械与计算机技术为一体的综合技术，在现代光子学、光电检测技术和现代测试技术领域中起到了相当大的作用。

因此，CCD 的作用是不可估量的。

然而，CCD 要正常工作是要驱动时序的，虽然有些CCD 往往自带驱动，但是在特殊需要或需要加特殊功能时，CCD 驱动往往需要自己设计，例如曝光时间可调等功能。

现场可编程门阵列(Field Programmahie Gate Array，FPGA)是在PAL，GAL，EPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

由于FPGA 具有易修改，在线编程等特点，可根据不同要求进行在线配置，从而升级方便。

另外由于FPGA 集成度高，可将系统的部分或全部功能集成在一片芯片上，可减小系统硬件复杂度。

2 CCD 工作原理和特性参数TCDl500C 是一种高灵敏度、低暗电流、5 340 像元的线阵CCD 图像传感器，其像敏单元大小是7μm×7μm×7μm；相邻像元中心距也是7μm；像元总长是37．38 mm。

其驱动时序图如图1 所示。

TCDl500C 在驱动脉冲作用下开始工作。

由图1 可知，CCD 的一个工作周期分为两个阶段：光积分阶段和电荷转移阶段。

在光积分阶段，SH 为低电平，它使存储栅和模拟移位寄存器隔离，不会发生电荷转移现象。

存储栅和模拟移位寄存器分别工作，存储栅进行光积分，模拟移位寄存器则在驱动脉冲的作用下串行地向输出端转移信号电荷，再由SP。

基于CPLD的高精度CCD电气设计

152收稿日期:2018-06-18作者简介:吴延军(1977—),男,辽宁大连人,本科,工程师,研究方向:发射控制。

从芯片结构上划分,CCD(Charge Coupled Device 电荷耦合器件)可分为线性CCD和矩阵式CCD两种类型。

时序驱动电路是CCD工作的基础,如何使CCD芯片的大小、成本、转换效率、信噪比等达到最优配比,是时序驱动电路设计要解决的关键问题。

目前,CCD设计驱动电路的方法主要有普通数字芯片驱动法、EPROM驱动方法、单片机驱动方法、结合直接数字电路与单片机的驱动方法和专用IC驱动方法。

基于这些方法得到的一般驱动设计,通用性差,要么体积大、电路设计复杂,要么产生的频率较低,无法用于高速领域。

而且,只有通过更改软硬件才能达到改变CCD的某些功能的目的。

尤其当频率较高、驱动时序关系复杂时,波形设计难度大,甚至无法实现。

为了解决上述问题,实现电路的灵活多样性和输出信号的稳定性、可靠性,本文以线性CCD为例,提出一种基于CPLD (Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件)的驱动电路设计方案。

运用CPLD作为时序设计载体,将微控制器和外部控制电路相结合,可以在较宽的范围内对驱动时序频率进行改变,来实现不同的曝光时间,并结合全局时钟时序设计技术,令CCD 电路板得到了稳定可靠的信号输出。

该电路适用于线性CCD,可用于单轴或双轴CCD自准直光管和带有CCD自准直功能的光电瞄准仪等光电检测设备,对面阵CCD也有一定的参考价值。

1 CCD驱动时序分析本设计选取东芝公司生产的TCD1501D高精度线性CCD。

它是具有5000个像敏元的双沟道线性摄像器件,两列CCD模拟移位寄存器分布在像敏元阵列两边。

CCD工作时需要10路驱动脉冲信号:转移脉冲SH、移位驱动脉冲Φ1和Φ2、复位脉冲RS、钳位脉冲CP及采样保持脉冲SP。

其中,Φ1和Φ2各包含3个脉冲信号。

基于CPLD和VHDL的一种线阵CCD驱动电路的设计

基于CPLD和VHDL的一种线阵CCD驱动电路的设计
刘仁伟;郑坚;马春庭;那荣智
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2007(023)023
【摘要】本文介绍了线阵CCD的工作原理和结构,运用VHDL硬件描述语言,结合复杂可编程逻辑器件CPLD,完成了对线阵CCD T1702C的驱动时序电路的设计,给出了部分VHDL语言代码,利用QuartusII软件实现了时序仿真.
【总页数】3页(P296-297,293)
【作者】刘仁伟;郑坚;马春庭;那荣智
【作者单位】050003,石家庄,军械工程学院;050003,石家庄,军械工程学院;050003,石家庄,军械工程学院;163411,大庆油田物业集团万方工程技术设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TN386
【相关文献】
1.基于CPLD和VHDL的一种线阵CCD驱动时序电路的设计与实现 [J], 赵春晖;刘会;梁刚键
2.基于CPLD的带电子快门功能线阵CCD驱动电路设计 [J], 赵光兴;赵雅
3.基于CPLD的线阵CCD的驱动电路设计与实现 [J], 郭焱
4.基于VHDL的线阵CCD驱动电路的设计 [J], 穆磊;姜德生;戴珩
5.基于CPLD的线阵CCD驱动电路的设计 [J], 张晖;刘晶;和思铭
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基于CPLD和Verilog的高精度线阵CCD驱动电路设计

基于CPLD和Verilog的高精度线阵CCD驱动电路设计黄文林;扬光永;胡国清【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)030【摘要】A CPLD-based on design of high accuracy linear array CCD device' s driving circuit using Toshiba Corporation' s TCD1711DG is proposed. Firstly, the principle and timing of the TCD1711DG are analyzed. Then the driving circuit based on Altera Corporation' s MAX7000S seriesEPM7032STC44 is designed with finite state machine in Verilog HDL by adopting developing system Quartus Ⅱ. Finally, the driver circuit' s simulation is completed in ModelSim SE, and the output timing pulse of CPLD is tested with oscilloscope. The results obtained from simulation and test demonstrate that the design meets the timing requirements of the TCD1711DG.%以东芝公司生产的TCD1711DG线阵CCD为例,研究了一种基于CPLD的线阵CCD驱动电路的设计方法.首先,分析了线阵CCD基本结构和工作原理,并叙述了线阵TCD1711DG驱动脉冲的时序要求.在QuartusⅡ开发系统上,运用Verilog描述的有限状态机,设计了基于Altera公司MAX 7000S系列EPM7032STC44的驱动电路.最后,采用ModelSim SE软件进行仿真,并用示波器测试出CPLD输出的驱动脉冲.仿真和试验结果表明,CCD输出结果完全符合TCD1711DG的时序要求.【总页数】6页(P8052-8057)【作者】黄文林;扬光永;胡国清【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640【正文语种】中文【中图分类】TN873.3【相关文献】1.基于CPLD的带电子快门功能线阵CCD驱动电路设计 [J], 赵光兴;赵雅2.基于CPLD的线阵CCD驱动电路设计方法的研究与实现 [J], 胡丽;宋文爱;杨录3.基于CPLD的线阵CCD驱动电路设计 [J], 何敏;王道平4.基于CPLD的线阵CCD的驱动电路设计与实现 [J], 郭焱5.基于CPLD的线阵CCD驱动时序电路设计 [J], 项大鹏;杨江;杨建因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于FPGA的CCD传感器驱动电路设计

基于FPGA的CCD传感器驱动电路设计摘要：对CCD图像采集系统工作原理进行研究并进行驱动电路设计，针对SONY 公司的ICX625AQA帧行间转移双通道CCD，对其工作原理和驱动时序进行详细分析，选用现场可编程阵列（FPGA）为主控单元，采用verilog 硬件描述语言进行驱动程序设计，结合AD9974和CXD3400构建硬件电路，提供高质量低干扰水平和垂直驱动信号，前者同时集成了14位高速AD，进行CCD输出信号模拟前端处理。

关键词：行间转移；FPGA；双输出通道；CCD；电荷耦合器件（CCD）其以高灵敏度、大动态范围、低噪声、功耗低和采样速度快等特点，逐渐成为现代测试技术中活跃的传感器，广泛应用于高精度测量、空间遥感和机器人视觉等领域。

CCD的驱动时序产生方法主要有四种：直接数字电路（IC）驱动法、单片机驱动法、EPROM驱动法和可编程逻辑器件法等。

其中，EPROM驱动法结构简单调试便捷但结构尺寸较大；现场可编程逻辑阵列（FPGA）简单来说就是可反复编程的逻辑器件，在设计完成后可根据需要很方便地对设计进行改进、更新和维护。

采用FPGA进行CCD驱动开发其具有高集成度、高可靠度、短开发周期和调试灵活方便等优势。

1 ICX625AQA结构及特点ICX625AQA是SONY公司的一款行间转移面阵彩色传感器，总像素2536（H）×2068（V），约5.24M像素，其中有效像素2456（H）×2058（V），约5.05M像素，像元尺寸3.45µm（H）×3.45µm（V），有效成像面积86.391mm2。

ICX625AQA具有双输出通道，三种工作模式：全像素扫描输出、4/16行读出和中心扫描输出模式，采用全像素扫描输出模式帧频可达到15帧/秒。

由于采用了SONY公司的Super-HAD CCD技术，具有高灵敏度和低暗电流噪声的有点，同时采用电子快门便于进行曝光时间控制。

基于CPLD的线阵CCD—TCDl501D驱动时序的设计与实现

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ
基于ＣＰＬＤ的线阵ＣＣＤ— ＴＣＤ１５０１Ｄ驱动时序的设计与实现
林德辉，谢楠
（１．中国计量学院机电学院，浙江杭州３１００１８；
ＬｉｎＤｅｈｕｉ，ＸｉｅＮａｎ
ｆ１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＪｉｌｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ；
２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＣｏｌｌｅｇｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ）
２．浙江水利水电学院计算机与信息工程系，浙江杭州３１００１８）
摘要：根据线阵ＣＣＤ图像传感器ＴＣＤ１５０１Ｄ的驱动时序要求，使用ＣＰＬＤ芯片ＥＰＭ７ｌ２８ＬＣ８４一ｌ５

基于CPLD和VHDL的一种线阵CCD驱动时序电路的设计与实现

基于CPLD和VHDL的一种线阵CCD驱动时序电路的设计
与实现
赵春晖;刘会;梁刚键
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2005(032)011
【摘要】CCD作为一种应用广泛的新型半导体光电器件,驱动时序电路的实现是其应用的关键问题.运用VHDL硬件描述语言,结合复杂可编程逻辑器件CPLD,完成了对CCD的驱动时序电路的设计,给出了部分VHDL语言源代码.利用MAX+plus Ⅱ软件实现了时序仿真,讨论了VHDL语言设计中的一些问题.
【总页数】3页(P4-6)
【作者】赵春晖;刘会;梁刚键
【作者单位】哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.基于CPLD和VHDL的CCD驱动时序电路设计 [J], 燕玮
2.基于CPLD和VHDL的CCD驱动时序电路的设计 [J], 李世晓;李汉宇
3.基于CPLD和VHDL的一种线阵CCD驱动电路的设计 [J], 刘仁伟;郑坚;马春庭;
那荣智
4.基于CPLD的线阵CCD驱动时序电路设计 [J], 项大鹏;杨江;杨建
5.基于CPLD的线阵CCD驱动时序电路设计 [J], 项大鹏;杨江;杨建
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基于CPLD的CCD通用驱动电路设计方法

基于CPLD的CCD通用驱动电路设计方法
张勇;唐本奇;肖志刚;王祖军;黄绍艳
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2005(025)002
【摘要】建立CCD通用测试平台有助于系统研究各类CCD器件的辐射效应及损伤机理.探讨了一种基于CPLD的线阵CCD通用驱动电路设计方法与实现途径.利用MAX-PLUSII开发系统,选用MAX7000S系列CPLD芯片,设计实现了核心驱动主控制器,用于读取外部存储器驱动文件,设置相关参数寄存器,并产生符合参数要求的驱动时序脉冲.在此方法的基础上,完成了基本驱动模块电路的设计.基本驱动模块电路输出波形的测试结果表明,这种设计方法是完全可行的.
【总页数】4页(P214-217)
【作者】张勇;唐本奇;肖志刚;王祖军;黄绍艳
【作者单位】西北核技术研究所,陕西西安,710024;西北核技术研究所,陕西西安,710024;西北核技术研究所,陕西西安,710024;西北核技术研究所,陕西西
安,710024;西北核技术研究所,陕西西安,710024
【正文语种】中文
【中图分类】TN99
【相关文献】
1.基于CPLD的带电子快门功能线阵CCD驱动电路设计 [J], 赵光兴;赵雅
2.基于CPLD的线阵CCD驱动电路设计方法的研究与实现 [J], 胡丽;宋文爱;杨录
3.基于CPLD的线阵CCD的驱动电路设计与实现 [J], 郭焱
4.基于CPLD的面阵CCD驱动电路设计 [J], 孙茂多;董全林;赵伟霞;党玉杰;杨娅姣
5.基于CPLD的线阵CCD驱动电路的设计 [J], 张晖;刘晶;和思铭
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基于CPLD的线阵CCD驱动的实现

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第３２卷第２期
２ＯＯ６年３月
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基于ＣＬＰＤ的线阵ＣＤ驱动的实现Ｃ
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