可搜索可調(diào)檔CCD驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　摘要：某電路為某圖像搜索所用的CCD圖像傳感器(Sony ICX409AL)提供驅(qū)動(dòng)和控制。該CCD是一種高性能的成像器件，其工作需要多路不同且有嚴(yán)格相位關(guān)系的時(shí)鐘脈沖來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制，使CCD實(shí)現(xiàn)光信號(hào)積分、沿指定通道轉(zhuǎn)移的并串變換和信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)換輸出。本文就這種具有搜索、多檔可調(diào)功能的CCD驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行闡述。

　　CCD成像原理

　　ICX409AL采用浮置光敏二極管的行間CCD圖像傳感器(見(jiàn)圖1)，感光單元是PN結(jié)光敏二極管，水平和垂直移位寄存器是N溝注入勢(shì)壘型BCCD，它既無(wú)光柵，也無(wú)轉(zhuǎn)移柵，因此它具有比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，且性能有所改善。

　　圖1中垂直移位寄存器用時(shí)鐘脈沖V1、V2、V3和V4驅(qū)動(dòng)，其中被用作轉(zhuǎn)移柵的V1和V3有三個(gè)電平：VL(低)、VM(中)、VH(高)。在積分期間，V1和V3在VL與VM之間變化，入射光產(chǎn)生的電子被收集在PN結(jié)光敏二極管中。

　　在奇場(chǎng)或偶場(chǎng)開(kāi)始時(shí)，V1和V3先后保持高電平VH，而V2和V4保持低電平VL(見(jiàn)圖2)。于是存儲(chǔ)在奇數(shù)和偶數(shù)行光敏二極管中的信號(hào)電荷被分別轉(zhuǎn)移到V1和V3柵下，同時(shí)光敏二極管被復(fù)位至V1和V3電極下的表面溝道勢(shì)壘的溝道勢(shì)。進(jìn)入垂直移位寄存器的信號(hào)電荷在時(shí)鐘脈沖的作用下逐行轉(zhuǎn)移到水平移位寄存器。每轉(zhuǎn)移到水平移位寄存器一行，水平移位寄存器及時(shí)轉(zhuǎn)移到輸出級(jí)，然后轉(zhuǎn)移下一行信號(hào)電荷。