FPGA的CCD相机时序发生器的设计.docx

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FPGA的CCD相机时序发生器的设计 本文的创新是采用FPGA器件设计科学级CCD相机时序发生器，使得电路由原来复杂的设计变成主要只用一片XILINX公司的可编程器件XC2VP20-FF1152来实现。独立的单元测试与系统联调结果均表明：采用现场可编程门阵列（FPGA）技术实现CCD相机时序发生器，可使电路成倍简化，提高了系统的集成度，时序发生器抗干扰能力也增加了，其功耗也成倍降低，从而实现了科学级CCD相机工作时的高牢靠性、稳定性，同时还使设计与调试周期成倍缩短。该设计方案为TDI-CCD在科学级CCD相机中的应用开拓了更加宽阔 1引言 　　科学级CCD相机（ScientificgradeCCDcamera）是一种具有低噪声、高灵敏度、大动态范围和高量子效率等优良性能的CCD相机，用于对微光信号检测和微光成像。它在射线数字成像检测、生物医学工程、水下摄影、武器装备、天文观测、空间对地观测等多种技术领域得到了广泛应用。 　　科学级CCD相机一般由高速CCD感光芯片、视频信号处理器、时序掌握器、时序发生器、时序驱动器、外部光学成像系统等部分组成，其中时序发生器性能的优劣直接打算了相机的品质参数。该科学级CCD相机采用DALSA公司的IL-E2型TDI-CCD作为传感器，本文分析了IL-E2型TDI-CCD芯片的工作过程和对驱动信号的要求，在此基础上设计出合理的时序电路，为了满意在实际工作中像移速度异速匹配的要求，在时序电路的设计中时序发生部分是可调的。这种设计方案简洁、牢靠、实用。在综合比较各种硬件实现电路的优缺点后，选用现场可编程规律门阵列（FPGA）作为硬件设计平台，使用VHDL语言对驱动电路方案进行了硬件描述，采用EDA软件对所设计的时序发生器成功地进行了功能仿真。最终针对XILINX公司的可编程规律器件XC2VP20-FF1152进行了适配