[發明專利]一種外同步式時間延遲積分CCD傳感器模擬系統及模擬方法

在審

• 申請號: 201610256789.6
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN105721800A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 夏百戰;何懷文;石世光
• 申請（專利權）人: 電子科技大學中山學院
• 主分類號: H04N5/372
• 分類號: H04N5/372;H04N17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及傳感器模擬技術領域，具體涉及一種外同步式時間延遲積分CCD傳感器模擬系統及模擬方法。

背景技術

TDICCD可以在不犧牲空間分辨率和工作速度的情況下獲得高的靈敏度，從而在航空、航天領域具有廣泛的應用前景。在實際工作中，出于性能和指標的需求，往往需要定制新型TDICCD器件，這就需要一定的研制周期和供貨周期，有時甚至長達一至兩年，嚴重影響科研生產任務的進度；另外，TDICCD器件的造價往往很高，工藝復雜，有些新型TDICCD器件的驅動要求很復雜，往往采用多種電源一起供電，并且電源的上下電順序要滿足一定的先后關系，一旦沒有滿足要求，或者防護不好的話容易引起器件的損壞，造成巨大的損失，這在電路的調試階段會經常發生。因此，在對TDICCD的驅動電路、放大電路、信號處理電路的調試中往往需要使用真實TDICCD器件的替代品。另外，在對TDICCD相機進行整機裝調時，為了保護TDICCD傳感器，也需要使用TDICCD器件的模擬裝置。

目前，業界已經開始設計各種TDICCD的波形發生器來解決試驗替代品的問題，但是這些模擬裝置的缺點是僅能對TDICCD相機的視頻圖像的模擬，不能實現TDICCD器件感光像元的光電模擬，從而無法將其直接應用在整機裝調的過程中。實現TDICCD相機的視頻圖像模擬所需電路復雜，體積龐大，造價也較高，實際的使用范圍和便利性十分有限。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種外同步式時間延遲積分CCD傳感器模擬系統及模擬方法，其體積小、功耗低、成本低，不但模擬了TDICCD傳感器的引腳電氣特性、積分級數控制和輸出視頻信號的功能，還模擬了傳感器像元的感光特性，可以有效解決背景技術中的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種外同步式時間延遲積分CCD傳感器模擬系統，由TDICCD傳感器、引腳電氣特性模擬電路、延時控制模塊、感光度控制模塊、積分級數控制模塊、OS信號合成電路和驅動特征提取電路組成；所述驅動特征提取電路通過引腳電氣特性模擬電路從TDICCD傳感器提取輸入信號，提取的信號通過OS信號合成電路被引回到TDICCD傳感器的封裝的輸出端，所述引腳電氣特性模擬電路通過積分級數控制模塊連接于OS信號合成電路上，所述延時控制模塊接于引腳電氣特性模擬電路，所述感光度控制模塊接于OS信號合成電路上。

作為本發明一種優選的技術方案，所述引腳電氣特性模擬電路實現了對所有的TDICCD傳感器引腳的電阻、電容特性的模擬，并完成了對于電源端的輸入電壓及吸收電流的模擬。

作為本發明一種優選的技術方案，所述驅動特征提取電路提取TDICCD傳感器驅動信號的時序關系，該電路的輸出為后續TDICCD傳感器信號合成電路提供了驅動時序。

作為本發明一種優選的技術方案，所述OS信號合成電路的功能是根據提取的驅動時序關系合成TDICCD傳感器視頻輸出信號，并且可以根據光照程度自動調節輸出波形。

作為本發明一種優選的技術方案，所述感光度控制電路完成通過光電控制手段調整TDICCD傳感器模擬OS信號的感光電平的功能。

模擬方法為，將TDICCD傳感器安裝在相機的焦平面上，工作時由于傳感器本身的溫度變化或者焦平面環境溫度的變化會使輸出的ＯＳ信號與驅動時序發生延時效應，通過延時控制電路的模擬實際傳感器，并控制驅動信號與合成的TDICCD傳感器輸出OS信號間的延時時間，積分級數控制模塊控制合成OS信號感光電平部分的增益按比例變化。

作為本發明一種優選的技術方案，所述感光度控制電路采用光電二極管的感光特性來模擬TDICCD傳感器的像元感光特性。

作為本發明一種優選的技術方案，所述驅動特征提取電路的特征提取方法為：TDICCD傳感器的CR信號為水平轉移驅動時鐘；RST信號為復位驅動脈沖信號；OS為視頻輸出信號；提取RST的驅動信號的時間特征同步驅動OS信號合成電路發生復位脈沖段和參考電平段的TDICCD傳感器的視頻信號，使用CR信號的上升沿或者下降沿同步驅動OS信號合成電路產生感光電平段的TDICCD傳感器的視頻信號。

本發明的有益效果：

本發明的模擬系統體積小、功耗低、成本低，不但模擬了TDICCD傳感器的引腳電氣特性、積分級數控制和輸出視頻信號的功能，還模擬了傳感器像元的感光特性。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。