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面陣CCD成像驅(qū)動(dòng)及外圍電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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電路與系統(tǒng) |
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關(guān)鍵詞
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面陣CCD|行間轉(zhuǎn)移 |
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適用年級(jí)
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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30 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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pdf |
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文件大小
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1102K |
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發(fā)布時(shí)間
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2009-05-19 21:10:00 |
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無 |
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4 |
| 發(fā)布人 |
lcw |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
面陣CCD成像驅(qū)動(dòng)及外圍電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)電子書
摘要
電荷耦合器件(CCD)以其光譜響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范圍大、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于圖像傳感和非接觸測(cè)量域。CCD 應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一就是驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)面陣CCD 往往比線陣CCD 復(fù)雜，面陣CCD 所需的驅(qū)動(dòng)信號(hào)數(shù)量多，相位要求嚴(yán)格，且需要多種電壓的驅(qū)動(dòng)。因此，設(shè)計(jì)出高精度的面陣CCD 驅(qū)動(dòng)電路具有一定的難度。本文采用兩種方式驅(qū)動(dòng)行間轉(zhuǎn)移型面陣CCD，并設(shè)計(jì)了外圍電路。本文首先介紹常見面陣CCD 的工作原理及性能指標(biāo)，本著低成本、高性能的原則，選擇具有可變電子快門的行間轉(zhuǎn)移型彩色面陣CCD其次，按照面陣CCD 芯片的驅(qū)動(dòng)時(shí)序關(guān)系，選用復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)作為硬件平臺(tái)，使用VHDL 語言編寫驅(qū)動(dòng)程序，設(shè)計(jì)基于CPLD的時(shí)序發(fā)生器；同時(shí)本文還采用專用驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)面陣CCD，編寫串口配置程序，通過單片機(jī)完成驅(qū)動(dòng)芯片的功能模式配置。設(shè)計(jì)了兩種驅(qū)動(dòng)方式的硬件電路，并對(duì)生成的驅(qū)動(dòng)時(shí)序進(jìn)行比較。再次，本文完成了CCD 視頻信號(hào)預(yù)處理電路與電源設(shè)計(jì)。在分析CCD輸出信號(hào)特點(diǎn)及相關(guān)雙采樣去噪技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用專用視頻信號(hào)處理芯片進(jìn)行CCD 信號(hào)的放大、去噪與量化；設(shè)計(jì)了能夠提供穩(wěn)定的多電壓，且各電壓上電順序可控的智能電源模塊。最后，制作PCB 印刷電路板，通過硬件調(diào)試，使驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)能夠滿足面陣CCD 正常工作的時(shí)序要求，并實(shí)現(xiàn)了CCD 模擬視頻信號(hào)的數(shù)字化�？偨Y(jié)了調(diào)試過程中所遇到的問題和解決方法，分析不足，為進(jìn)一步開發(fā)提供了可靠依據(jù)。
關(guān)鍵詞 面陣CCD；行間轉(zhuǎn)移；驅(qū)動(dòng)；CPLD；預(yù)處理電路
目錄
摘要I
Abstract II
第1 章 緒論 1
1.1 CCD 技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2 選題背景及研究意義 3
1.3 本論文研究目標(biāo)和主要工作 4
1.4 本論文結(jié)構(gòu)安排 5
第2 章 圖像傳感器選型及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)方案 7
2.1 引言 7
2.2 CCD 圖像傳感器簡(jiǎn)介 7
2.2.1 常見面陣CCD 傳感器的分類及工作原理 8
2.2.2 CCD 的主要性能指標(biāo) 9
2.2.3 CCD 的電子快門特性 10
2.3 CCD 芯片的選型 12
2.3.1 ICX098AK 的性能和結(jié)構(gòu)分析 12
2.3.2 ICX098AK 的工作時(shí)序分析 14
2.4 驅(qū)動(dòng)及外圍電路設(shè)計(jì)方案 16
2.4.1 硬件結(jié)構(gòu)組成 17
2.4.2 時(shí)序產(chǎn)生及驅(qū)動(dòng)模塊方案 18
2.4.3 信號(hào)預(yù)處理電路及電源模塊方案 19
2.5 本章小結(jié) 19
第3 章 時(shí)序產(chǎn)生及驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 21
3.1 引言 21
3.2 CPLD 時(shí)序發(fā)生器的設(shè)計(jì)與仿真 21
3.2.1 驅(qū)動(dòng)時(shí)序參數(shù)的設(shè)計(jì) 21
3.2.2 面陣CCD 驅(qū)動(dòng)程序的編寫 22
3.2.3 驅(qū)動(dòng)程序的仿真 26
3.2.4 實(shí)現(xiàn)三電平階梯波形的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 28
3.3 專用驅(qū)動(dòng)芯片的發(fā)生器設(shè)計(jì) 30
3.3.1 驅(qū)動(dòng)芯片選型 30
3.3.2 驅(qū)動(dòng)芯片的功能配置 32
3.3.3 單片機(jī)寫入串口配置字 35
燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文
VI
3.4 本章小結(jié) 37
第4 章 信號(hào)預(yù)處理電路及電源設(shè)計(jì) 39
4.1 引言 39
4.2 信號(hào)預(yù)處理電路設(shè)計(jì) 39
4.2.1 CCD 輸出信號(hào)特點(diǎn) 39
4.2.2 相關(guān)雙采樣去噪技術(shù) 41
4.2.3 相關(guān)雙采樣芯片的選型 42
4.2.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的選型 44
4.2.5 預(yù)處理電路硬件設(shè)計(jì) 46
4.3 電源設(shè)計(jì) 47
4.3.1 上電順序可控的電源設(shè)計(jì)方案 47
4.3.2 電源電路參數(shù)確定 48
4.4 本章小結(jié) 50
第5 章 面陣CCD 驅(qū)動(dòng)電路印刷電路板設(shè)計(jì) 51
5.1 引言 51
5.2 PCB 布局與布線 51
5.2.1 電路工作速度分析 51
5.2.2 系統(tǒng)重要模塊的布局 52
5.2.3 PCB 設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 53
5.3 信號(hào)完整性設(shè)計(jì) 54
5.3.1 電源阻抗設(shè)計(jì) 54
5.3.2 阻抗匹配以抑制振鈴 55
5.4 本章小結(jié) 56
第6 章 硬件電路調(diào)試及誤差分析 57
6.1 引言 57
6.2 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果 58
6.2.1 CPLD 時(shí)序發(fā)生器驅(qū)動(dòng)信號(hào) 58
6.2.2 驅(qū)動(dòng)芯片CXD2450R 信號(hào) 59
6.2.3 CCD 輸出信號(hào) 61
6.3 調(diào)試過程遇到的問題及解決方法 61
6.4 本章小結(jié) 62
結(jié)論 63
參考文獻(xiàn) 65
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果 69
致謝 70
作者簡(jiǎn)介 71
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