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摘要：采用一款帧转移型CCD，详细地介绍了该款CCD的驱动电路设计。选用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为硬件设计平台，针对TOSHIBA公司的TCD1304AP进行适配，实现了CCD、驱动时序的设计。专用CCD时钟驱动芯片实现了CCD驱动电路的设计。设计的CCD驱动电路满足帧转移面阵CCD的各项驱动要求。63722
毕业论文关键词 ： 电荷耦合器件（CCD） 驱动电路 复杂可编程逻辑阵列（CPLD）
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Design of CCD driver based on CPLD
Abstract By using a frame transfer CCD, describes the design of the driving circuit of the CCD in detail. By using the complex programmable logic device (CPLD) as the hardware design platform, realizes the design of CCD driving timing adapted for the TOSHIBA's TCD1304AP. Design of special CCD driving achieves CCD driver circuit. The design of the CCD driving circuit is able to meet the frame transfer array CCD drive requirements.
Keywords CCD Drive timing CPLD
目次
1引言 1
1.1应用背景 1
1.2 可编程逻辑器件CPLD/FPGA技术的优点 2
1.3 本课题研究的内容和意义 2
1.4本课题需要研究的工作 4
2 CCD探测器简介 4
2.1 CCD探测器的工作原理 5
2.2 CCD探测器的基本参数 9
2.3 线阵CCD探测器的分类及选择 12
3驱动电路设计 17
3.1 TCD1304AP驱动电路主要特性 17
3.2 VHDL代码 23
3.3模拟时序图 24
3.4TCD1304AP的典型的驱动电路 26
工作总结 28
结论 29
致谢 30
参考文献 31
1引言
CCD[1]，英文全称：Charge-coupled Device，即电荷耦合元件，也称为CCD图像传感器。CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，CCD提供的画面分辨率也就越高，它其基本结构是一种排列密集的MOS电容器，能够存储由入射光在CCD像敏单元激发出的光信息电荷，并能在适当相序的时钟脉冲驱动下，把存储的电荷以电荷包的形式定向传输转移，实现自扫描，完成从光信号到电信号的转换。CCD是一种光电转换式图像传感器。它利用光电转换原理把图像信息直接转换成电信号,这样便实现了非电量的电测量。同时它还具有体积小、重量轻、噪声低、自扫描、工作速度快、测量精度高、寿命长等诸多优点,因此受到人们的高度重视,在精密测量、非接触无损检测、文件扫描与航空遥感等领域中,发挥着重要的作用[2]。
复杂可编程逻辑器件CPLD（Complex Programmable Logic Device）至少包含三种结构，及可编程逻辑宏单元、可编程I/O单元和可编程内部连线，具有规模大、集成度高的特点，可以替代几十甚至上百块通用IC芯片,实际上构成一个子系统部件,并且具有系统在线编程能力（ISP）,为系统的调试和升级提供了保证[3]。用户可以根据逻辑功能的需要设计构造自己的数字集成电路系统。早期的CCD驱动电路几乎全部是由普通数字电路芯片实现的，由于需要复杂的三相或四相交迭脉冲，一般整个驱动电路需要20个芯片左右，体积较大，设计也复杂，偏重于硬件的实现，调试困难，灵活性较差。基于CPLD的CCD时序电路设计，开发周期短，并且驱动信号稳定、可靠。通过计算机仿真和实际电路测试结果表明，其可以很好地解决以往CCD驱动电路中存在的缺陷，具有重要的实用价值[4]。