[發明專利]一種可調模擬TDICCD輸出信號發生器

有效

• 申請號: 201310629328.5
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103647910B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 劉有軍;崔少飛;陸建榮;杜國偉;梁洪
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/341
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域

本發明屬于信號模擬輸出領域，涉及一種信號發生器，特別是一種可調模擬TDI?CCD（Time?Delay?Integration?Charge?Coupled?Devices，時間延遲積分型電荷耦合器件）輸出信號發生器。?

背景技術

TDI?CCD是一種新型的線陣光電傳感器，它通過時間延遲積分的方法對同一目標多次曝光，增加對目標的光子能量收集。與CMOS（Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor，互補金屬氧化物半導體）圖像傳感器相比，TDI?CCD具有可以不犧牲空間分辨率和工作速度的情況下獲得高靈敏度，在低照度時通過時間延遲積分獲得高質量的圖像信息的優點，而且TDI?CCD具有色彩飽和度好，圖像更銳利和質感更真實等優點，特別是在低照度環境下可獲得高質量的圖像信息，信噪比高。因此，TDI?CCD被廣泛用于航天、醫學、化工以及軍事等諸多領域。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。?

為了避免調試開發CCD信號處理電路時對傳感器帶來的風險，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，信號無法變化無法模擬CCD有物體時信號產生的變化，波形不理想等缺陷。?

發明內容

針對現有的上述問題，本發明提供了一種具有操作簡單、電路集成度高、波形穩定、符合CCD輸出的信號、且模擬的得到的信號還可模擬CCD輸出的信號動態變化等優點的模擬TDI?CCD輸出信號發生器。?

一種可調模擬TDI?CCD輸出信號發生器，實現了CCD輸出信號的動態模擬，與傳統CCD輸出信號發生器相比，既實現了模擬產生CCD輸出信號，又添加了模擬CCD信號的動態變化功能，使整體信號發生電路的作用大大提高，模擬出的輸出信號動態變化對于測試CCD處理電路的調試效果更加明顯。該可調模擬?TDI?CCD輸出信號發生器包括：波形發生電路，信號調幅電路，信號疊加電路，信號低通濾波電路和直流供電電路。其連接關系為：波形發生電路首先產生合成輸出信號的必備波形S_1-1、S_1-2，隨后產生的波形接入到信號調幅電路，可以對S_1-1和S_1-2波形進行幅值的調節，使得其后疊加信號能夠模擬CCD輸出信號動態變化，經信號調幅電路后得到S_2-1、S_2-2輸入信號疊加電路，信號疊加電路則對波心S_2-1和S_2-2進行線性疊加，這樣就初步得到CCD輸出信號的模擬信號S₃，得到的S₃輸入到信號低通濾波電路進行濾波，最后就得到需要的有效、穩定的CCD輸出信號的模擬信號。直流供電電路分別與波形發生電路，信號調幅電路，信號疊加電路，信號低通濾波電路相連，為它們提供所需的直流電壓。?

波形發生電路產生的兩路波形S_1-1和S_1-2，方波信號S_1-1用于模擬CCD輸出信號的物體信號電平，產生脈沖信號S_1-2用于模擬CCD輸出信號的復位電平。波形發生電路主要由24MHZ有源晶振、可編程邏輯芯片EPM7128、開關組成。24MHZ有源晶振為編程芯片EPM7128提供外時鐘，EPM7128則產生合成CCD輸出信號的必備波形，開關控制晶振與芯片的結束與啟動。?