基于CPLD的線陣CCD驅動電路設計

2．5 電平轉換的電路設計
由于CPLD輸出的驅動脈沖電壓為3．3 V，而CCD工作所需的驅動脈沖為5 V，所以需要在CPLD和CCD之間加入—個電平轉換電路。電路原理如圖6所示。

3 軟件設計
系統(tǒng)軟件采用Verilog HDL硬件描述語言，按照模塊化的思路設計，將要完成的任務分成為多個模塊，每個模塊由一個或多個子函數(shù)完成。這樣能使設計思路清晰、移植性強，在調試軟件時容易發(fā)現(xiàn)和改正錯誤，降低了軟件調試的難度。程序中盡量減少子函數(shù)之間的相互嵌套調用，這樣可以減少任務之間的等待時間，提高系統(tǒng)處理任務的能力。主程序如圖7所示。

SH是一個光積分信號，SH信號的相鄰兩個脈沖之間的時間間隔代表了積分時間的長短。光積分時間為5 416個RS周期，對系統(tǒng)時鐘進行光積分的分頻，實現(xiàn)了SH信號脈沖。在光積分階段，SH為低電平，它使存儲柵和模擬移位寄存器隔離，不會發(fā)生電荷轉移。時鐘脈沖φ為典型值0．5 MHz時，占空比為50％，占空比是指高電平在一個周期內(nèi)所占的時間比率。它是SH信號和占空比為50％的一個0．5MHz的脈沖信號疊加，所以0．5 MHz的信號和SH信號通過一個或門，就可以實現(xiàn)φ信號；輸出復位脈沖RS為1 MHz，占空比1：3。此外，RS信號和SH、φ信號有一定的相位關系，通過一個移位寄存器移相，來實現(xiàn)RS脈沖信號。

4 仿真實驗
系統(tǒng)時鐘周期部分設置為1 ns，正常工作時復位信號RS為高電平，然后對RS、φ、SH信號進行仿真，結果如圖8所示。

5 結束語
研究的線陣CCD驅動電路主要是以CPLD為驅動中心而設計，這種方案減少了以往驅動電路的電路體積大、設計復雜、調試困難等缺點，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，集成度高且抗干擾能力強。通過對硬件和軟件大量的模擬實驗表明，文中所研究的線陣CCD驅動脈沖信號能夠滿足CCD工作所需的基本功能，達到了設計要求。