基于CPLD的面陣CCD驅動

趙錫年，瑚 琦，高鵬飛

(上海理工大學 光電信息與計算機工程學院，上海 200093)

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基于CPLD的面陣CCD驅動

趙錫年，瑚 琦，高鵬飛

(上海理工大學 光電信息與計算機工程學院，上海 200093)

為實現對面陣CCD的驅動，采集實時圖像，設計了電源驅動和數據轉換系統。系統采用復雜可編程邏輯器件(CPLD)對一款薄型背照式面陣CCD進行驅動。使用Verilog硬件描述語言(HDL)編寫CPLD控制模塊，控制CCD的信號采集、信號轉移和信號傳輸。根據CCD的數據手冊，設計CCD所需的電源，以便對其進行驅動。利用A/D芯片中的相關雙采樣(CDS)特點，對輸出的視頻信號進行處理，過濾視頻信號中的復位噪聲和1/f等低頻噪聲，提高系統的信噪比。該系統采用CPLD作為核心控制器件，充分利用了CPLD高速并行且"可編程"的特點，和CCD對環境變化的高度敏感，使得信號采集和傳輸的速率均較快，且輸出視頻信號穩定。

薄型背照式面陣CCD；復雜可編程邏輯器件；Verilog HDL

電荷耦合器件(Charge-Coupled Device，CCD)又稱圖像傳感器，廣泛應用于天文觀察、衛星成像、醫學攝像等領域[1]。CCD的基本功能就是將光照射到CCD硅片上產生的電荷進行存儲與轉移[2]，而在存儲和轉移過程中，常用的CCD一般均存在著易受外界干擾，工作不穩定等缺點，但本文采用薄型背照式CCD。背照式CCD避免了正面結構的吸收損失，其峰值量子效率可達90%以上[3]。同時，在較大程度上避免了外界的干擾等問題。此系統主要是根據S10420-1106-01系列CCD手冊，設計CCD的供電模塊，并采用CPLD為核心控制模塊，控制驅動CCD信號采集、信號轉移和信號讀取的時序。系統充分利用了CPLD高速并行且“可編程”的特點，簡化了硬件設計的難度，能實現CCD的高速采集，成本也大幅降低[4]。……