長線陣CCD高速驅(qū)動與信號處理系統(tǒng)研究.pdf

1、線陣CCD（電荷耦合型器件）由于其具有較廣的成像視野、快速的掃描速率、較高的分辨率等優(yōu)點，越來越多的被運用在軍事領(lǐng)域和航天推掃等高端應(yīng)用場合。基于FPGA的長線陣CCD成像系統(tǒng)需要實時的對目標信息進行采集，在器件的挑選、驅(qū)動時鐘的選擇、各部分信號處理電路的設(shè)計以及通信接口的調(diào)試過程中，都需要有相當(dāng)高的標準。研究和設(shè)計基于線陣CCD的高速驅(qū)動與信號處理系統(tǒng)，對高性能航天推掃相機的開發(fā)，具有重要的應(yīng)用和參考價值。
　　本文研究了長線陣

2、CCD高速驅(qū)動與信號處理系統(tǒng)的實現(xiàn)原理。主要包括:CCD傳感器的主要特性和基本工作原理，輸出信號特征，相關(guān)雙采樣原理以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。根據(jù)航天推掃系統(tǒng)中CCD相機的要求，對基于FPGA的長線陣CCD高速驅(qū)動與信號處理系統(tǒng)進行了設(shè)計，包括高速CCD驅(qū)動信號電路的設(shè)計、CCD管腳驅(qū)動電路設(shè)計、CCD輸出信號調(diào)理電路設(shè)計、模擬前端電路設(shè)計以及采集后圖像信號的格式編排設(shè)計幾個部分。本系統(tǒng)采用集成化的模擬前端對CCD輸出信號進行調(diào)理，模擬前端包

3、括相關(guān)雙采樣電路、暗電平鉗位電路、增益調(diào)節(jié)電路以及采樣精度為12比特的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。本設(shè)計以Xilinx公司的低成本FPGA為核心，利用Xilinx公司的開發(fā)環(huán)境ISE14.1對CCD的驅(qū)動時序信號以及模擬前端驅(qū)動信號和串行外圍設(shè)備接口(Serial Peripheral Interface)進行設(shè)計，并對模擬前端輸出的數(shù)字信號進行格式編排。
　　通過對測試結(jié)果的分析表明，各項性能指標均達到同類產(chǎn)品先進水平。與傳統(tǒng)的長線陣CCD驅(qū)