[發明專利]一種TDI CCD模擬信號發生器

無效

• 申請號: 201210048873.0
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102545841A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 劉有軍;于苒;陸建榮;劉榮黎
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H03K3/023
• 分類號: H03K3/023;G01R1/28;G01R31/26
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

一、技術領域

本發明涉及了一種信號發生器，特別是一種TDI?CCD模擬信號發生器。?

二、背景技術

TDI?CCD是一種時間延遲積分型CCD，通過多次曝光累積電荷的方法來提高靈敏度。與一般CCD相比，TDI?CCD不僅成像靈敏度高而且在低照度下有較高的信噪比，被廣泛應用于航空航天、醫療器械和攝像器材等領域。由于TDI?CCD器件工藝復雜、價格昂貴，直接用于調試開發CCD信號處理電路時會有一定的風險，而且其驅動信號要求復雜，多電源供電，有可能在實驗中因所開發電路不夠完善或操作失誤而造成不必要的損失。?

為了避免直接調試開發CCD信號處理電路帶來的風險，需要對TDI?CCD器件的輸出信號進行模擬。目前的方法有直接用硬件電路模擬出CCD器件的功能，并得到相應輸出信號，但其存在的硬件電路調試復雜、開發周期長、輸出信號周期不可調等缺陷。?

三、發明內容

本發明的目的是提供一種TDI?CCD模擬信號發生器，用于產生代替TDI?CCD輸出信號的模擬信號。具體技術方案如下：?

包括時序發生電路，信號合成電路，濾波電路以及供電電源電路，所述的時序發生電路包括晶振、CPLD器件、撥碼開關和反相器；所述的CPLD器件共產生五路信號：轉移門控信號TG、復位信號RG、電荷累加信號SG、復位電平采樣信號SHP和信號電平采樣信號SHD；連接關系為：由晶振產生的脈沖信號作為CPLD的輸入時鐘，由撥碼開關得到的高低電平信號作為控制調節CPLD輸出信號周期的輸入信號；CPLD產生的復位信號RG以及電荷累加信號SG經反相器后送入信號合成電路，經信號合成電路后初步得到TDI?CCD的模擬信號，然后經濾波電路后最終輸出TDI?CCD模擬信號；時序發生電路、信號合成電路和濾波電路所需電壓都由供電電源電路提供。?

時序發生電路產生的五路信號轉移門控信號TG、復位信號RG、電荷累加信號SG、復位電平采樣信號SHP和信號電平采樣信號SHD的作用分別為：轉移門控信號TG用于信號RG和SG中有效像元的定位：TG低電平時，RG和SG?才有像元信號，在TG高電平時，RG為高電平，SG為低電平。由于TDI?CCD輸出信號的一個有效像元周期中包括復位干擾電平、復位電平和信號電平。故復位信號RG的一個有效像元周期中高電平持續時間與TDI?CCD的一個有效像元周期中的復位干擾電平持續時間相同；電荷累加信號SG的一個有效像元周期中高電平持續時間與TDI?CCD一個有效像元周期中的復位干擾電平和復位電平持續時間的累加和相同。將RG和SG信號疊加后即可得到TDI?CCD的模擬信號。復位電平采樣信號SHP和信號電平采樣信號SHD的上升沿分別對應于TDI?CCD一個有效像元周期的復位電平和信號電平，其可用作相關雙采樣電路中的控制時序。?

晶振為20MHz的有源晶振。?

CPLD器件采用Altera公司的EPM7128。?

時序發生電路中的反相器采用74HC540。?

撥碼開關是二進制輸入十進制輸出類型的10位撥碼開關。通過調節撥碼開關，可模擬出不同積分時間下的TDI?CCD輸出信號的模擬信號。?

信號合成電路包括兩個三極管器件和一個反相器；其連接關系為CPLD產生的復位信號RG以及電荷累加信號SG分別經過反相器后輸入兩個三極管器件的基級，復位信號RG以及電荷累加信號SG經放大后分別在兩個三極管的集電極輸出，經同一個上拉電阻后得到合成信號，并經反相器后輸出合成信號。?

信號合成電路包括的三極管器件采用9018，所述的反相器采用74HC540。?

濾波電路包括運算放大器；其連接關系為信號合成電路的輸出合成信號輸入運算放大器的同相輸入端，運算放大器的輸出端經反饋電路后輸入運算放大器的反相輸入端。?

濾波電路包括的運算放大器采用AD744。?

供電電源電路由AC/DC電源模塊和線性穩壓管組成；交流電經過AC/DC電源模塊轉換為直流電，然后分別經過線性穩壓管為晶振、CPLD、撥碼開關、反相器、信號合成電路以及濾波電路供電。?

有益效果：?