CCD驱动脉冲的设计与实现

通过对TOSHIBA公司的线阵CCD图像传感器TCD2252D的驱动时序关系的分析，分别采用ARM嵌入式处理器LPC2103和FPGA器件EP2C8Q208C8N，产生了线阵CCD的驱动脉冲；并分别对二种设计的优缺 点作了比较。通过将FPGA驱动脉冲输入CCD，得到的输出波形，能满足了实验设计的需要。 线阵CCD驱动脉冲的设计与实现是图像传感领域中的关键技术之一，特别是在工业测试和教育实验设备中。本文主要探讨了如何为TOSHIBA公司的线阵CCD图像传感器TCD2252D生成驱动脉冲，以及利用ARM嵌入式处理器LPC2103和FPGA器件EP2C8Q208C8N这两种不同方法的优缺点。 TCD2252D是一款高性能的线阵CCD，具备高灵敏度、低暗电流的特性，内含2700个像元，并集成有采样保持电路。其驱动脉冲包括光积分阶段和电荷转移阶段。在光积分阶段，存储栅和模拟移位寄存器通过SH脉冲隔离，存储栅积累光信息，模拟移位寄存器在驱动脉冲作用下将电荷传输至输出端。复位脉冲RS用于清除移位寄存器中的残留电荷。在电荷转移阶段，SH脉冲变为高电平，电荷并行转移至模拟移位寄存器。 文章中，作者采用了两种方案来产生这些驱动脉冲：一是利用ARM嵌入式处理器LPC2103，二是使用FPGA（现场可编程门阵列）EP2C8Q208C8N。LPC2103是一种微控制器，适合处理复杂逻辑和控制任务，但可能在生成高速、精确的脉冲时受限。而FPGA则能提供更灵活的硬件逻辑配置，可以高效地生成所需的驱动脉冲序列。 通过对比分析，作者指出FPGA方案在生成驱动脉冲方面更具优势，能够满足实验设计的需求。FPGA的灵活性使得它可以精确控制脉冲的时序和频率，适用于需要高精度和实时性的应用。当FPGA产生的驱动脉冲输入到CCD后，得到的输出波形满足了实验要求。 线阵CCD的驱动脉冲设计需要考虑信号的精确性和同步性，以确保数据采集的准确无误。采用ARM处理器和FPGA各有优劣，前者在软件开发上更为便捷，后者在硬件定制和高速信号处理上更胜一筹。在选择设计方法时，应根据实际应用需求，如成本、性能和开发时间等因素进行权衡。此外，对于TCD2252D这类CCD，理解其内部工作原理和驱动时序至关重要，这有助于优化驱动电路设计，提高图像质量和系统性能。