基于FPGA的线阵CCD驱动时序电路设计

通过对TCDl50lD输出图像信号特征的简要分析，分别阐述了内、外2种除噪方法，并给出了相应的时序，再利用Quartus II 7．2软件平台对TCDl501D CCD驱动时序及AD9826的采样时序进行了设计及结果仿真，使CCD的驱动变得简单且易于处理，这是传统逻辑电路无法比拟的，对其他CCD时序驱动及后续处理提供了一定的参考价值。 本文主要探讨了基于FPGA的线阵CCD驱动时序电路设计，重点在于TCD1501D线阵CCD的驱动时序分析及噪声处理。TCD1501D是一种高灵敏度、低噪声的线阵CCD传感器，适用于图像传感和非接触测量。驱动时序设计是确保CCD正常工作和最佳性能的关键，传统的驱动方法包括EPROM、IC、单片机和PLD驱动，但FPGA驱动方案因其高集成度、快速响应和可靠性而更具优势。 文章首先介绍了TCD1501D的主要参数，包括光敏像元数量、像元尺寸、光谱响应范围、动态范围等。驱动脉冲主要包括复位时钟RS、移位脉冲φ1、φ2和转移脉冲SH。正确的时序关系是CCD正常工作的前提，这些时序之间的协调至关重要。 接着，文章讨论了CCD输出信号的采集，重点关注复位噪声的消除。相关双采样技术被提出，它通过在短时间内采样参考电平和信号电平，然后相减，有效地消除了复位噪声。TCD1501D内部包含了采样保持电路，通过采样脉冲SH和箝位脉冲CP进行内部信号处理。在某些情况下，可能需要外部的相关双采样技术以满足更严格的时序要求。 外部信号采集部分，文章提到了AD9826芯片的应用，这是一款集成了CDS电路和16位20MHz ADC的预处理芯片。它能够对CCD信号进行除噪和数字化，尤其适合高速采集系统。AD9826的CDSCLK时序由FPGA产生，而配置可以通过单片机或DSP进行。 文章提到了FPGA在设计中的作用。使用Quartus II 7.2软件平台，设计了TCD1501D的CCD驱动时序和AD9826的采样时序，并进行了仿真，使得驱动过程变得简单易处理。这种方法不仅简化了电路设计，提高了系统可靠性，还为其他CCD时序驱动提供了参考。 基于FPGA的线阵CCD驱动时序电路设计通过精确的时序控制和有效的噪声消除技术，实现了TCD1501D的高效驱动，这对于优化CCD系统的性能和提升图像质量具有重要意义。同时，FPGA的灵活性和可编程性为适应不同的应用需求提供了便利。