以S10201-04-01这一款TDI-CCD为设计对象,介绍了TDI-CCD的结构及其工作原理,采用FPGA作为主控制器,通过设计电压转换、驱动时钟电平转换、A/D采集、USB传输等硬件电路完成整套驱动电路的搭建,使用Verilog语言对S10201-04-01的驱动时序进行硬件描述并在Modelsim软件中对驱动时序进行仿真,最后在ISE14.7平台编译并下载到驱动板中,将一帧2 048个像元接收的相对光强通过USB传输到上位机中显示(在实际光照强度不同的情况下,上位机中显示像元的相对强度也不同),完成了对S10201-04-01的驱动以及一帧数据的传输与显示。
Abstract
Taking S10201-04-01 TDI-CCD as the design object,the structure and working principle of TDI-CCD are introduced,using FPGA as the main control,through the design of voltage conversion,drive clock level conversion,A/D acquisition,USB transmission and other hardware circuit,complete the hardware system construction of the drive circuit.The hardware description of the driving sequence of S10201-04-01 is carried out by using Verilog language,and the driving sequence is simulated in Modelsim software.Finally,it is compiled and downloaded to the driver board on ISE14.7 platform,and the relative light intensity received by 2048 pixels of a frame is transmitted to the upper computer through USB for display.Under the circumstance of different illumination intensity,the relative intensity of display pixel in upper computer is different.The drive of S10201-04-01 and the transmission and display of one frame of data are completed.
关键词
TDI-CCD /
S10201-04-01 /
驱动电路 /
控制时序
Key words
TDI-CCD /
S10201-04-01 /
drive circuit /
control timing
{{custom_sec.title}}
{{custom_sec.title}}
{{custom_sec.content}}
参考文献
[1] 孟庆宇,董吉洪,王栋,等.轻小型立体相机光学系统研制[J].红外与激光工程,2016,45(4):182-189.
[2] 刘艳萍,刘泽宇,胡冬阳,等.CCD数据采集系统在电缆偏心检测中的应用[J].仪表技术与传感器,2017(8):68-71.
[3] 高浩,王潇,尚林伟,等.基于二向色及透射准直的小型近红外拉曼光谱仪[J].光谱学与光谱分析,2018,38(6):1933-1937.
[4] 黄进楠,张敏娟,赵宇,等.基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统研究[J].激光杂志,2022,43(1):124-128.
[5] 孙振亚,刘栋斌,方伟,等.高密度模块化TDI-CCD成像系统设计[J].红外与激光工程,2018,47(6):164-171.
[6] 郑亮亮,金光,曲宏松,等.高信噪比星载CCD成像电路系统[J].光学精密工程,2016,24(8):2027-2036.
[7] 李明譞,江刚武,张锐,等.航天光学遥感成像半实物仿真系统研究[J].激光与红外,2017,47(5):617-623.
[8] 王克军,董吉洪,李威,等.空间遥感器线阵与面阵探测器共基板焦面组件设计[J].红外与激光工程,2020,49(5):81-87.
[9] 王改芳,吴有才.基于52单片机的CCD驱动程序和电路设计[J].实验技术与管理,2017,34(5):6063.
[10] 左弟俊,李静.FTF4052型CCD图像采集系统设计[J].电子技术与软件工程,2019(22):7273.
[11] 朱继伟,杨晋,郭雪强,等.基于FPGA外触发同步控制的线阵CCD驱动研究[J].光电子技术,2020,40(4):265269.
[12] 陈瀚,黄斐,薛萌,等.基于FPGA的面阵CCD光谱采集系统设计[J].软件导刊,2022,21(3):138144.
[13] 刘伟,姚大志,华园园,等.TDICCD相机系统设计[J].红外技术,2010,32(9):505508.
[14] 李云飞,李敏杰,司国良,等.TDICCD图像传感器的噪声分析与处理[J].光学精密工程,2007(8):11961202.
[15] 田园.基于FPGA的光纤光栅动态解调系统研制[D].济南:山东大学,2019.
[16] 李修哲.光纤光谱仪信号处理系统设计与实现[D].武汉:华中科技大学,2019.
基金
* 山西省自然科学基金项目(201901D111160)。
PDF(2346 KB)
