电荷耦合器件CCD驱动基于FPGA的设计

接线图 2024年02月20日 21:05 220 admin

电荷耦合器件CCD驱动基于FPGA的设计第1张

　　电荷耦合器件（CCD）作为新兴的固体成像器件即图像传感器，具有体积小，重量轻，分辨力高，噪声低，自扫描，任务速度快，灵敏度高，牢靠性好等优点，遭到人们的高度注重，普遍使用于图像传感、景物识别、非接触无损检测、文件扫描等范围。CCD驱动电路的完成是CCD使用技术的首要疑问。以往大多是采用普通数字芯片完成驱动电路，CCD外围电路庞杂，为了克制以上办法的缺陷，使用VHDL硬件描画言语。运用FPGA技术完成驱动时序电路的完成。该办法开发周期短，并且驱动信号固定、牢靠。系统功用模块完成后能够先议决计算机举行仿真，再实践投入运用，降低了运用风险性。
　　硬件设计
　　CCD的硬件驱动电路系统的中心器件是SPARTAN系列芯片XC3S50；CCD采用Atmel公司的CCDTH7888A图像传感器；CCD驱动脉冲由XC3S50提
　　供，脉冲信号发生后由驱动模块对脉冲电压举行变换使其契合TH7888A的驱动电压要求。CCD像素输出电压经历A/D转换模块处置电路VSP2272芯片的处置得到数字信号，结尾为了简约传输和简约后续模块对数字信号的处置将数字信号由TTL电平转换成LVDS电平举行输出，整个系统如图所示。
　　1.TH7888A简介
　　CCD图像传感器采用THOMSON公司生产的TH7888A.它是一种高功用的帧转移面阵CCD器件，采用四相脉冲驱开任务，并提供电子快门的功用；同时，它具有2种输出的方式：单路输出和双路输出。其首要的功用参数如下：
　　光敏区和存储区均为1024×1024像素；速度能够抵达30 images/s以上；像元尺寸为14 mm×14 mm；感光区面积为14.34 mm×14.34 mm；光谱波长范围在400~700 nm之间；像元输出频率为20 MHz。
　　2. XC3SC50简介
　　XC3S50属于XILINX公司SPARTAN3系列的FPGA（现场可编程逻辑门阵列），是一种高功用器件，其特征是：器件运用90μm加工技术；具有高功用低功耗的特征；逻辑密度达1 728个可用门；3路电源供电即I/O端口供电为1.2~3.3V,中心供电1.2V,辅佐功用供电2.5V；带有2 KB容量散布式RAM和7KB容量的BLOCK RAM,的逻辑时钟维护功用。Ahera公司QuartusⅡ开发系统提供使用设计支持。