[發明專利]一種基于TCD1711DG的信號采集系統

在審

• 申請號: 201711230587.5
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107942907A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 郝青
• 申請（專利權）人: 陜西玉航電子有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G01D5/26
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司61220
• 代理人: 華長華

技術領域

本發明涉及現代電子技術，具體涉及一種基于TCD1711DG的信號采集系統。

背景技術

電荷耦合器件（Charge?coupled Device，CCD）是20 世紀中后期發展起來的一種光電傳感器，可以將光學信號轉換成電荷信號并按像元逐個輸出。按照像元的排列方式，CCD 可分為面陣和線陣兩類。由于線陣CCD具有精度高、噪聲低、響應快等特點，目前被廣泛應用于非接觸式測量和圖像掃描等領域。

二相線陣CCD 與傳統線陣CCD 的區別在于，其將轉換后的一維電荷信號分為相位差180°的奇、偶兩路信號并行輸出，從而使得CCD 的數據轉換速率相較于單路輸出的線陣CCD 提高了近一倍。在CCD 測量系統中，CCD信號的采集處理電路是將測量信號轉換為實際觀測量的關鍵部分，影響著整個測量系統的速度和精度。二相線陣CCD在帶來高速轉換速率的同時也對信號采集處理電路提出了新的功能要求：將奇、偶兩路CCD信號按照正確的時序合并為完整的一維信號；對數據量較大的CCD 信號進行高速預處理，除去信號中的各種噪聲。傳統做法是采用分立元件搭建的功能電路，對兩路信號分別進行濾波、采樣、放大等預處理，再分別送入模數轉換器進行A/D轉換[3]，隨后采用加法電路或模擬開關將奇、偶兩路信號整合為一路。但這類方法的電路結構復雜，分立元件較多，工作頻率受硬件限制，易引入干擾。

發明內容

本發明旨在針對上述問題，提出一種基于TCD1711DG的信號采集系統。

本發明的技術方案在于：

一種基于TCD1711DG的信號采集系統，包括處理器、采集系統、信號處理器、高速存儲器以及CPLD驅動電路；所述的CPLD驅動電路分別與采集系統、信號處理器、高速存儲器連接；所述的采集系統、信號處理器、高速存儲器依次連接，處理器一端與高速存儲器連接，另一端與信號處理器連接。

所述的采集系統包括光電傳感器，所述的光電傳感器為二相線陣CCD，所述的二相線陣CCD型號為TCD1711DG。

所述的信號處理器的型號為AD9826 。

所述的高速存儲器的型號為IDT72V251，，容量為8K × 9 b。

本發明的技術效果在于：

本文以TCD1711DG 為例，針對二相線陣CCD 輸出信號的特點和采集處理電路存在的問題，選擇高速完整的信號處理器和高速存儲器，設計了一種針對二相線陣CCD的高速信號采集處理系統，該系統電路結構簡單且集成度高，很好地解決了二相線陣CCD 復雜的信號處理問題，實現了CCD信號的高速實時采集和處理功能，具有廣泛的應用價值。

具體實施方式

一種基于TCD1711DG的信號采集系統，包括處理器、采集系統、信號處理器、高速存儲器以及CPLD驅動電路；所述的CPLD驅動電路分別與采集系統、信號處理器、高速存儲器連接；所述的采集系統、信號處理器、高速存儲器依次連接，處理器一端與高速存儲器連接，另一端與信號處理器連接。

其中，所述的采集系統包括光電傳感器，所述的光電傳感器為二相線陣CCD，所述的二相線陣CCD型號為TCD1711DG。所述的信號處理器的型號為AD9826 。所述的高速存儲器的型號為IDT72V251，，容量為8K × 9 b。

光電傳感器，它包含7 450個有效像元，像元尺寸達到4.7 μm×4.7 μm×4.7 μm，具有高靈敏度和低暗電流，工作時CCD 信號分為奇偶兩路電荷同時輸出，自掃描速率典型值為1 MHz（最高可達30 MHz）。CPLD 驅動電路，用來產生TCD1711DG 的工作時序，從而驅動CCD進行光電轉換。選擇ADI公司生產的CCD信號專用處理器AD9826 直接采集CCD 的兩路輸出信號，在一片IC 上實現信號預處理、信號整合和模數轉換等功能。并利用讀寫獨立的高速雙端口FIFO，一端連接AD9826 以實現A/D 轉換數據的實時存儲；另一端連接處理器，方便其對數據的隨時提取。從而實現系統對二相線陣CCD信號的高速采集和處理功能。