專利名稱：一種ccd信號處理電路通道偏差消減方法及偏差消減器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種CXD信號處理電路通道偏差消減方法及相應的偏差消減器件。
背景技術：
在CCD信號處理電路中，通常需要對接收到的CCD信號進行相關雙采樣及模數(shù)轉換，并進行增益放大，然后將得到的數(shù)字信號送入處理器中進行處理并輸出。然而由于CCD 信號為多抽頭輸出，因此在CCD信號處理電路中存在多個通道來對不同抽頭的信號進行處理。由于CCD器件及電路原因，即使對同一個模擬信號，不同通道輸出的數(shù)字信號通常也是不相同的，即存在通道偏差。由于該通道偏差的存在，使得本來連續(xù)的圖像在經(jīng)過多通道信號合成后輸出的圖像出現(xiàn)了通道間的階躍性跳變，因此需要盡可能的減小存在的通道偏差，使得通道間的圖像連續(xù)?，F(xiàn)有的方法多為通過地面定標的方式計算出每通道的理論增益碼所對應的實際増益碼，實際應用時發(fā)送各個通道的實際增益碼，但是由于各通道可調(diào)增益碼較多，需要計算的實際增益碼較多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術解決問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供了ー種操作簡單、可靠性高的CCD信號處理電路通道偏差消減方法及相應的消減器件。本發(fā)明的技術解決方案是一種CXD信號處理電路通道偏差消減方法，步驟如下(1)存儲CXD信號處理電路通道偏差數(shù)據(jù)；(2)接收外部串行輸入的時鐘信號、數(shù)據(jù)信號和使能信號，將所述串行信號轉換為并行信號；(3)將并行信號按照約定的格式進行解碼，獲取通道名稱及該通道對應的増益碼；(4)根據(jù)通道名稱確定該通道對應的通道偏差數(shù)據(jù)存儲地址并從通道偏差數(shù)據(jù)存儲器中讀取相應的通道偏差數(shù)據(jù)；(5)將對應同一個通道名稱的增益碼和通道偏差數(shù)據(jù)進行加法運算，將運算結果與AD轉換器中増益寄存器的最大増益值進行比較，兩者的較大值作為比較結果；(6)采用步驟(5)得到的比較結果設置與該通道名稱對應的AD轉換器中増益寄存器的増益值，完成對不同通道的CCD信號増益放大，使不同通道輸出的數(shù)字信號灰度值ー 致，消減通道偏差。ー種CXD信號處理電路通道偏差消減器，包括通道偏差數(shù)據(jù)存儲器、通道偏差處理器和AD模數(shù)轉換模塊，所述的通道偏差處理器包括讀出地址發(fā)生器、寄存器、串行數(shù)據(jù)接收器、解譯器、加法器、比較器和數(shù)據(jù)串行發(fā)送器；所述的AD模數(shù)轉換模塊包含多個AD模數(shù)轉換器，每ー個AD模數(shù)轉換器對應ー個信號處理電路通道；串行數(shù)據(jù)接收器接收外部串行輸入時鐘信號、數(shù)據(jù)信號和使能信號，將串行信號轉換為并行信號后送至解譯器；解譯器將并行信號按照約定的格式進行解碼，獲取通道名稱及該通道對應的増益碼，將通道名稱送至讀出地址發(fā)生器，將通道對應的增益碼送至加法器；讀出地址發(fā)生器根據(jù)傳來的通道名稱確定該通道對應的通道偏差數(shù)據(jù)存儲地址并將該存儲地址中存儲的通道偏差數(shù)據(jù)讀入寄存器中，通道偏差數(shù)據(jù)經(jīng)寄存器送至加法器；加法器將對應同一個通道名稱的增益碼和通道偏差數(shù)據(jù)進行加法運算并將運算結果送至比較器的一個輸入端；比較器另一個輸入端為AD轉換器中増益寄存器的最大増益值，如果加法器的輸出結果大于AD轉換器中増益寄存器的最大増益值，則比較器的輸出為AD轉換器中増益寄存器的最大增益值，如果加法器的輸出結果小于AD轉換器中増益寄存器的最大増益值，則比較器的輸出為加法器的輸出結果；比較器的輸出通過數(shù)據(jù)串行發(fā)送器控制對應的AD轉換器中的増益寄存器，AD轉換模塊中各AD轉換器的輸出作為通道偏差消減器的輸出。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于本發(fā)明CXD信號處理電路通道偏差消減器及接收方法，在接收到統(tǒng)一的增益碼指令后可以直接對通道偏差進行消減，而不需要先計算出對每ー個通道的每ー個增益碼所對應的實際增益碼，再通過外部三線串行指令對每個通道發(fā)送不同的増益指令進行調(diào)節(jié)，如，對ー個有4通道CCD模擬信號輸入的CCD信號處理電路來說，要使每通道CCD信號經(jīng)模數(shù)轉換器后輸出的數(shù)字信號的増益都為3db，現(xiàn)有的方法為通過地面定標的方式先計算出每通道的實際增益，如分別為3. ldb,3. 3db、3. 2db和3db， 再通過外部三線串行指令將實際增益發(fā)送到信號處理電路，當需要將每通道AD模數(shù)轉換器輸出的増益都調(diào)為6db吋，再計算出6db對應的實際增益，再將實際增益發(fā)送到信號處理電路，毎次修改増益值時都要如此，而本發(fā)明直接發(fā)送增益碼3db或6db給CCD信號處理電路，自動將通道偏差進行消減，使得通道偏差的消減變得簡單可靠，且由于數(shù)據(jù)串行發(fā)送器采用分時發(fā)送的方式發(fā)送時鐘、數(shù)據(jù)和使能信號給AD模數(shù)轉換模塊，因此只需要一個數(shù)據(jù)串行發(fā)送器給AD模數(shù)轉換模塊的不同AD模數(shù)轉換器發(fā)送時鐘、數(shù)據(jù)及使能信號，節(jié)約了硬件資源。


圖1為本發(fā)明CXD信號處理電路通道偏差消減方法的流程圖；圖2為本發(fā)明CXD信號處理電路通道偏差消減器的結構示意圖；圖3為本發(fā)明通道偏差處理器結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明CXD信號處理電路通道偏差消減方法，步驟如下(1)使CXD器件對均勻平行光源進行成像，通過CXD信號處理電路的相關雙采樣、 模數(shù)轉換、數(shù)據(jù)合成等操作得到該光源下的CCD各抽頭的數(shù)字信號，由于入射光源為均勻平行光源，所以得到的CXD各抽頭的數(shù)字信號DN值(灰度值)應相同，但由于通道偏差的存在，反映在得到的數(shù)字信號DN值上，由此計算出CCD信號處理電路各通道的通道偏差，將通道偏差存入通道偏差數(shù)據(jù)存儲器；(2)接收外部串行輸入的三線串行增益控制信號時鐘信號、數(shù)據(jù)信號和使能信號，該串行信號包括通道名稱及通道對應的增益碼等內(nèi)容，在使能信號有效時，根據(jù)時鐘信號對數(shù)據(jù)信號進行移位，得到并行信號；
(3)將并行信號按照約定的格式進行解碼，獲取通道名稱及該通道對應的増益碼；(4)根據(jù)通道名稱確定該通道對應的通道偏差數(shù)據(jù)存儲地址并從通道偏差數(shù)據(jù)存儲器中讀取相應的通道偏差數(shù)據(jù)；(5)將對應同一個通道名稱的增益碼和通道偏差數(shù)據(jù)進行加法運算，將運算結果與AD轉換器中増益寄存器的最大増益值進行比較，兩者的最大值作為比較結果，即該通道的實際增益碼；(6)采用步驟(5)得到的比較結果設置與該通道名稱對應的AD轉換器中増益寄存器的増益值，對進入該AD轉換器的CCD信號進行增益放大，由于加上了通道偏差數(shù)據(jù)存儲器中的通道偏差數(shù)據(jù)使得每通道的實際的増益放大倍數(shù)不同，因此平行均勻光源下每通道輸出的數(shù)字信號DN值一致，通道偏差得到了消減。如圖2所示，本發(fā)明CXD信號處理電路通道偏差消減器包含通道偏差數(shù)據(jù)存儲器、 通道偏差處理器、AD模數(shù)轉換模塊。其中偏差數(shù)據(jù)存儲器和通道偏差處理器連接，通道偏差處理器與AD模數(shù)轉換模塊連接。偏差數(shù)據(jù)存儲器由ROM組成，通道偏差處理器由讀出地址發(fā)生器、寄存器、串行數(shù)據(jù)接收器、解譯器、加法器及比較器、數(shù)據(jù)串行發(fā)送器組成，如圖3 所示；AD模數(shù)轉換模塊由多個相同的AD模數(shù)轉換器組成。先將通道偏差數(shù)據(jù)存儲于ROM中，CXD信號處理電路通道偏差消減器工作吋，ROM 接收通道偏差處理器的讀出地址發(fā)生器產(chǎn)生的地址，將其中存儲的偏差數(shù)據(jù)送入通道偏差處理器中的不同寄存器。串行數(shù)據(jù)接收器由移位寄存器組成，接收外部三線發(fā)來的串行時鐘、數(shù)據(jù)、使能信號，由移位寄存器將串行信號轉換為并行信號。解譯器將并行信號按照約定的格式進行解碼，解出通道名稱及其對應的增益碼。例如，碼表格式為碼字共32位，其中，高4位為模式位，當其為ニ進制0010時，說明接收到的為增益控制指令，D27 DM為通道位，D16 D8為增益碼，D7 DO為校驗位。 接到32位碼字后，先將高三個字節(jié)的碼字相加，將得到的結果與第4個字節(jié)進行比較，一致后說明接到的指令正確，再根據(jù)D31 皿8及D27 DM位解出通道増益碼。通道偏差處理器中的讀出地址發(fā)生器根據(jù)解譯器解碼得到的通道名稱產(chǎn)生ROM 的地址，寄存器存儲ROM送來的偏差數(shù)據(jù)，不同寄存器存不同通道偏差。加法器的輸入為寄存器輸出的通道偏差數(shù)據(jù)及解譯器輸出的増益碼，輸出運算后的増益碼。比較器的兩個輸入分別為加法器的輸出以及AD模數(shù)轉換器中増益寄存器的最大増益值，對運算后的增益碼與AD模數(shù)轉換器中増益寄存器的増益范圍進行比較，比較器的輸出為實際增益碼，其中超出增益范圍的為AD模數(shù)轉換器中増益寄存器的最大増益碼，否則為加法器運算后的増益碼。數(shù)據(jù)串行發(fā)送器的輸入為比較器輸出的實際增益碼，數(shù)據(jù)串行發(fā)送器對該增益碼按照AD模數(shù)轉換器中増益寄存器的碼表要求，加上地址等信息，分時串行發(fā)送，首先，AD模數(shù)轉換模塊的第一通道時鐘、數(shù)據(jù)、使能信號有效，發(fā)送完成后，第二通道的時鐘、數(shù)據(jù)、使能有效，依此類推，直到最后一通道的時鐘、數(shù)據(jù)、使能信號有效。AD模數(shù)轉換模塊由AD模數(shù)轉換器組成，其接收到通道偏差處理器發(fā)送的AD模數(shù)轉換器中増益寄存器的三線控制信號后，不同通道對輸入信號進行不同増益的放大，輸出信號的通道偏差被消減。通道偏差處理器可以采用IC芯片或FPGA實現(xiàn)。本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領域技術人員的公知技木。
權利要求
1.ー種CCD信號處理電路通道偏差消減方法，其特征在于步驟如下(1)存儲CCD信號處理電路通道偏差數(shù)據(jù)；(2)接收外部串行輸入的時鐘信號、數(shù)據(jù)信號和使能信號，將所述串行信號轉換為并行信號；(3)將并行信號按照約定的格式進行解碼，獲取通道名稱及該通道對應的增益碼；(4)根據(jù)通道名稱確定該通道對應的通道偏差數(shù)據(jù)存儲地址并從通道偏差數(shù)據(jù)存儲器中讀取相應的通道偏差數(shù)據(jù)；(5)將對應同一個通道名稱的增益碼和通道偏差數(shù)據(jù)進行加法運算，將運算結果與AD 轉換器中増益寄存器的最大増益值進行比較，兩者的較大值作為比較結果；(6)采用步驟(5)得到的比較結果設置與該通道名稱對應的AD轉換器中増益寄存器的増益值，完成對不同通道的CCD信號増益放大，使不同通道輸出的數(shù)字信號灰度值一致，消減通道偏差。
2.—種CCD信號處理電路通道偏差消減器，其特征在于包括通道偏差數(shù)據(jù)存儲器、通道偏差處理器和AD模數(shù)轉換模塊，所述的通道偏差處理器包括讀出地址發(fā)生器、寄存器、 串行數(shù)據(jù)接收器、解譯器、加法器、比較器和數(shù)據(jù)串行發(fā)送器；所述的AD模數(shù)轉換模塊包含多個AD模數(shù)轉換器，每ー個AD模數(shù)轉換器對應ー個信號處理電路通道；串行數(shù)據(jù)接收器接收外部串行輸入的時鐘信號、數(shù)據(jù)信號和使能信號，將串行信號轉換為并行信號后送至解譯器；解譯器將并行信號按照約定的格式進行解碼，獲取通道名稱及該通道對應的増益碼， 將通道名稱送至讀出地址發(fā)生器，將通道對應的增益碼送至加法器；讀出地址發(fā)生器根據(jù)傳來的通道名稱確定該通道對應的通道偏差數(shù)據(jù)存儲地址并將該存儲地址中存儲的通道偏差數(shù)據(jù)讀入寄存器中，通道偏差數(shù)據(jù)經(jīng)寄存器送至加法器；加法器將對應同一個通道名稱的增益碼和通道偏差數(shù)據(jù)進行加法運算并將運算結果送至比較器的一個輸入端；比較器的另ー個輸入端為AD轉換器中増益寄存器的最大増益值，如果加法器的輸出結果大于AD 轉換器中増益寄存器的最大増益值，則比較器的輸出為AD轉換器中増益寄存器的最大增益值，如果加法器的輸出結果小于AD轉換器中増益寄存器的最大増益值，則比較器的輸出為加法器的輸出結果；比較器的輸出通過數(shù)據(jù)串行發(fā)送器控制對應的AD轉換器中的増益寄存器，AD轉換模塊中各AD轉換器的輸出作為通道偏差消減器的輸出。
3.根據(jù)權利要求2所述的ー種CXD信號處理電路通道偏差消減器，其特征在于所述的串行數(shù)據(jù)接收器為移位寄存器。
4.根據(jù)權利要求2所述的ー種CXD信號處理電路通道偏差消減器，其特征在于所述的通道偏差數(shù)據(jù)存儲器為ROM。
全文摘要
一種CCD信號處理電路通道偏差消減方法及偏差消減器，首先接收外部串行輸入信號并轉換為并行信號，然后按照約定格式進行解碼獲取通道名稱及對應的增益碼。根據(jù)通道名稱確定對應的通道偏差數(shù)據(jù)存儲地址并從通道偏差數(shù)據(jù)存儲器中讀取相應通道偏差數(shù)據(jù)。將同一個通道名稱的增益碼和通道偏差數(shù)據(jù)相加并與AD轉換器中增益寄存器的最大增益值進行比較，較大值對AD轉換器的增益進行設置，使該通道輸出數(shù)字信號的偏差得到消減。偏差消減器包括通道偏差數(shù)據(jù)存儲器、通道偏差處理器和AD模數(shù)轉換模塊。通道偏差處理器包括讀出地址發(fā)生器、寄存器、串行數(shù)據(jù)接收器、解譯器、加法器、比較器和數(shù)據(jù)串行發(fā)送器，AD模數(shù)轉換模塊包含多個AD模數(shù)轉換器。
文檔編號H03M9/00GK102545911SQ20111036205
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權日2011年11月15日
發(fā)明者尹娜, 牟研娜, 王鵬 申請人:北京空間機電研究所