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1、典型線陣CCD圖像傳感器..第六講典型線陣CCD圖像傳感器不同的線陣CCD具有不同的特點，適用于不同的應用場合。本章從應用的角度介紹幾種典型線陣CCD的基本結構、特性參數(shù)、驅動方式和應用特點。典型單溝道線陣CCD-TCD1209D典型雙溝道線陣CCD-TCD1206SUP具有積分時間調整功能的線陣CCD-TCD1205D并行輸出的線陣CCD用于光譜探測的高性能線陣CCD彩色線陣CCD環(huán)形線陣CCD第六講典型線陣CCD圖像傳感器轉移柵與光敏陣列及移位寄存器的交疊結構Up為光敏單元；CR1為CCD模擬移位寄存器的一個電極；SH為轉移柵（shiftgate）輸入信號——高電平:溝通
2、光敏陣列和移位寄存器,信號電荷轉移到CR1勢阱低電平:隔離二者,光敏單元陣列積分,移位寄存器逐位輸出；轉移脈沖SH高電平時,CR1脈沖也應為高電平；SH的下降沿時，CR1也為高電平，以保證信號完整轉移成功。(時序及電平要求之一)RS脈沖和CR脈沖的時序關系？2、TCD1209D的基本工作原理TCD1209D的驅動脈沖波形圖（掌握）TCD1209D的驅動脈沖波形圖（說明書截圖）TCD1209D五路驅動脈沖組成及作用：①轉移脈沖SH（溝通/阻隔PD和CCD；控制光積分時間）②驅動脈沖CR1（配合CR2把信號電荷從CCD右向左移動）③驅動脈沖CR2（其中CR2B代表CCD移位寄存器
3、的最后一個電極）④復位脈沖RS（清除上一次未來得及轉移走留在輸出二極管中的電荷）⑤緩沖控制脈沖CP（過濾掉輸出信號的尖脈沖噪聲）行周期：SH的周期。必須大于2088個轉移脈沖CR1的周期；OS輸出信號的構成：虛設單元/啞元/有效信號/檢測單元等；檢測一行結束根據(jù)TCD1209D說明書中的驅動脈沖波形圖及脈沖時序要求設計。3、TCD1209D的驅動電路驅動實現(xiàn)的方法有：1）采用分立元件及74系列芯片；2）利用可編程邏輯陣列CPLD或FPGA；3）EPROM(順序輸出狀態(tài)數(shù)據(jù))；4）單片機（按時間順序輸出已存波形）5）數(shù)字信號處理器DSP；數(shù)字電子技術VHDLTCD1209D的驅
4、動脈沖時序要求驅動電路的設計思路：1）各脈沖的周期關系及占空比分析；2）確定脈沖之間的邏輯及時序關系；所采用的主要器件：1）晶振/電阻/非門組成的石英晶體振蕩器；2）二進制計數(shù)器，實現(xiàn)分頻目的以及脈沖計數(shù)；3）基本的非門/與門/或非門/觸發(fā)器等器件；分立元件方法實現(xiàn)基于VHDL和CPLD的驅動電路設計（推薦）SH模塊代碼CCD模塊代碼EPROM驅動方法單片機驅動方法基于DSP的驅動方法4、TCD1209D的特性參數(shù)TCD1209D優(yōu)點：速度快;靈敏度高;動態(tài)范圍寬;像敏單元不均勻性好;功耗低;光譜響應范圍寬1)光譜響應特性光譜響應的峰值波長為550nm;短波響應在400nm處
5、大于70%;光譜響應的長波限在1100nm;（Si基底）50%飽和曝光量作用下:各像敏單元輸出信號電壓與均值電壓的最大差值各個像敏單元輸出信號的均值電壓像敏單元不均勻性典型值為3%，雙溝道線陣CCD達不到。2)靈敏度R線陣CCD的靈敏度參數(shù)定義為:單位曝光量的作用下器件的輸出信號電壓，即式中的UO為線陣CCD輸出的信號電壓，HV光敏面上的曝光量。TCD1209D的飽和曝光量SE僅為0.06(lx·s)滿月時地面光照度為0.1lx;弦月時為0.01lx;陰天為1000lx線陣CCD的靈敏度的另一表示方法：飽和曝光量（SE）SE定義:器件的輸出信號電壓飽和時光敏面上的曝光量。飽和
6、曝光量越小，表明靈敏度越高。3）動態(tài)范圍DR動態(tài)范圍參數(shù)DR定義：飽和輸出電壓與暗信號電壓之比。動態(tài)范圍越高的器件品質越高。USAT：CCD的飽和輸出電壓，UDAK為：CCD沒有光照射時的輸出電壓（暗信號電壓）4）其他參數(shù)：5）TCD1209D的外形尺寸TCD1209D為DIP22封裝形式的雙列直插型器件，外形尺寸如圖5-7所示。器件的外形尺寸為總長41.6mm，寬10.16mm，高7.7mm；器件的光敏單元總長為28.672mm；光敏單元（像敏面）距離器件表面玻璃的距離為1.72mm，表面玻璃的厚度為0.7±0.1mm。二、典型雙溝道線陣CCD器件——TCD1206SUP目
7、前最具有典型性的雙溝道器件為TCD1206SUP，該器件廣泛應用于物體外形尺寸的非接觸自動測量領域，是一種較為理想的一維光電探測器件。1、TCD1206SUP的基本結構像敏單元數(shù)目：2160像元像敏單元大?。?4um×14um×14um（相鄰像元中心距）光敏區(qū)域：采用高靈敏度PN結作為光敏單元時鐘：二相（5V）封裝形式：22腳DIP封裝光電二極管的數(shù)量為：2160+(74-12)=2222。存儲柵：存儲光生電荷的MOS電容存儲陣列。2、TCD1206SUP的工作原理四路驅動脈沖：SH、CR1、CR2、R
