星載CCD相機(jī)圖像采集電路設(shè)計與實現(xiàn)
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2．2 FTT1010M時序設(shè)計
FTT1010M圖像傳感器的工作時序可以分為幀轉(zhuǎn)移時序(Frame timing)，行轉(zhuǎn)移時序(Line timing)和像素讀出時序(Pixel timing)。幀轉(zhuǎn)移時序指CCD將一幀圖像轉(zhuǎn)移輸出的時序，行轉(zhuǎn)移時序指一行像素在時鐘的驅(qū)動下完成從存儲區(qū)到水平移位寄存器轉(zhuǎn)移的時序，像素讀出時序指在一行像素在C時鐘驅(qū)動下從水平移位寄存器中逐位水平讀出的時序。
FTT1010M的工作過程可分為兩個階段：感光階段和轉(zhuǎn)移階段。在感光階段，圖像傳感器感光陣列進(jìn)行電荷積累，存儲區(qū)進(jìn)行向水平移位寄存器的電荷轉(zhuǎn)移和水平移位寄存器向輸出放大器的電荷輸出；在轉(zhuǎn)移階段，圖像傳感器主要完成所積累的電荷由感光陣列向存儲區(qū)的轉(zhuǎn)移。FTT1010M的幀時序如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/165732.htm
在感光階段，感光陣列在外界光源的照射下產(chǎn)生電荷，此階段幀轉(zhuǎn)移控制信號A1、A2、A3、A4不發(fā)生變化，感光區(qū)和存儲區(qū)之間為阻斷態(tài)，電荷不發(fā)生轉(zhuǎn)移；而存儲區(qū)在此階段處于行轉(zhuǎn)移狀態(tài)并將電荷進(jìn)行輸出，行轉(zhuǎn)移的過程分為行正程和行逆程兩個階段。
在行逆程階段，SSC為高電平，存儲區(qū)內(nèi)各像素單元的電荷在行轉(zhuǎn)移信號B1、B2、B3、B4的控制下向水平移位寄存器方向下移一行，像素轉(zhuǎn)移信號C1、C2、C3不發(fā)生變化，圖像傳感器無像素電荷輸出。FTT1010M行轉(zhuǎn)移時序如圖4所示。
在行正程階段，SSC為低電平，行轉(zhuǎn)移信號B1、B2、B3、B4不發(fā)生變化，水平移位寄存器中的像素電荷在像素轉(zhuǎn)移信號C1、C2、C3的控制下逐次經(jīng)過輸出放大器輸出，每輸出一行信號后，進(jìn)行一次行轉(zhuǎn)移。FTT1010M像素讀出時序如圖5所示。
在轉(zhuǎn)移階段，幀轉(zhuǎn)移控制信號A1、A2、A3、A4與行轉(zhuǎn)移控制信號B1、B2、B3、B4同時作用，交疊變化，將感光區(qū)積累的電荷逐行轉(zhuǎn)移到存儲區(qū)，而在這段時問內(nèi)像素轉(zhuǎn)移信號C1、C2、C3不起作用，不向外輸出電荷。完成整個轉(zhuǎn)移階段后，又再次進(jìn)入感光階段，如此循環(huán)往復(fù)來保證圖像傳感器的工作。FTT1010M幀轉(zhuǎn)移時序如圖6所示。
3 CCD偏置電壓電路
若要使CCD圖像傳感器芯片正常工作，就需要向CCD提供使其正常工作所需的偏置電壓。FTT1010M所需的偏置電壓有VNS、VPS、SFD、RD、OG等，它們的參數(shù)如圖7所示。設(shè)計時，作者采用的電壓轉(zhuǎn)換方案是使用低紋波的轉(zhuǎn)換芯片搭配轉(zhuǎn)換電路，VNS(24V)由外接28V電壓通過DC／DC變換器LT3060得出，SFD由VNS通過電平轉(zhuǎn)換電路得出，VPS、RD與OG由SFD的分壓引出。
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