TDI-CCD（Time Delay and Integration Charge-Coupled Device）是一种特殊类型的线性CCD，主要用于在低照度条件下获取高灵敏度图像。TDI-CCD的主要特点包括：TDI工作模式能够通过积分级数的增加来提升信号和信噪比（SNR）；集成级数的可调性可以改变曝光时间，使得它可以在不改变帧频的情况下适应不同照度条件；作为焦平面探测器时，TDI-CCD还可以减少相机的相对孔径，减轻系统重量和缩小体积。
TDI-CCD工作原理是在连续的多个曝光时间里，物体图像在CCD上的不同行累积电荷。例如，在第一次曝光时间t，物体的第一行处在TDI的第五级，电荷为Q；在第二次曝光时间t'，物体向前移动一行，此时第二行同样处在TDI的第五级并开始积累电荷Q'，同时，前一行的电荷Q转移到第四级。如果继续这样的过程，那么可以实现对电荷的线性累加，从而提高信噪比。
本文提出了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的TDI-CCD驱动时序电路的设计方法。由于FPGA具有高密度、灵活性强的特点，因此非常适合于实现复杂的时序逻辑控制。本设计使用了Altera公司的FPGA EP3C25Q240，采用VHDL（Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）语言进行时序电路的编写，并在Quartus II仿真平台上进行时序仿真测试。
驱动时序电路的实现是通过设计一组特定的逻辑和控制命令，来确保TDI-CCD在连续成像过程中能够按照预定的时间间隔准确地进行电荷转移。这样可以保证CCD在行间移动过程中，信号电荷能够按照TDI模式被累加，同时避免由于时序错误导致的图像质量下降。
在硬件电路的测试中，驱动时序满足了TDI-CCD产品的要求，验证了该驱动时序电路的性能。实验的主要目的是验证TDI-CCD的性能，为该产品在实际应用中的进一步开发和性能优化提供必要的数据支持。此研究有助于推动国产CCD（Charge-Coupled Device）的发展及其应用。
关键词：TDI-CCD、驱动时序、现场可编程门阵列。TDI-CCD在航天航空相机中已经成为理想的图像传感器。它通过TDI模式，提高了低照度条件下的图像清晰度和灵敏度。TDI-CCD在低照度条件下的高性能，使得它成为天文学、军事侦察等领域的首选图像采集设备。TDI-CCD的发明和应用为图像采集领域带来了深远影响，特别是在需要在微弱光照条件下捕获高质量图像的场合。
总结而言，基于FPGA的TDI-CCD时序电路设计是为了在硬件上实现对TDI-CCD成像的精确控制，进而获取高质量图像。TDI模式通过合理利用信号和噪声的积累特性，大幅提升了CCD的信噪比，改善了图像质量。通过调整TDI级数，该传感器在不同的光照条件下也能够工作在相同帧频下，为用户提供了极大的灵活性。利用FPGA强大的逻辑处理能力和可编程性，可以高效地实现复杂的时序控制逻辑，并通过仿真和硬件测试验证设计的正确性和可行性，从而确保TDI-CCD在各种光照条件下都能提供最优的性能表现。这项研究不仅对TDI-CCD驱动技术的发展具有重要意义，也对整个图像传感器技术的进步和应用提供了重要的理论和实践支持。
