專利名稱：外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于 TDI CCD (Time Delay and Intergration Charge-Couple Device,積分延時電荷耦合器件)領(lǐng)域，特別涉及一種外同步式TDI CCD的模擬裝置。
背景技術(shù)：
TDI CXD具有可以不犧牲空間分辨率和工作速度的情況下獲得高靈敏度這個突出特點，使其在高速、微光領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在科研任務(wù)中，出于性能和指標(biāo)的需求， 往往需要定制新型TDI (XD，這就需要一定的研制周期和供貨周期，有時甚至長達一至兩年，這會嚴(yán)重影響科研生產(chǎn)任務(wù)的進度，另外，TDI CCD的造價往往很高，工藝復(fù)雜，有些新型TDI CCD的驅(qū)動要求很復(fù)雜，往往采用多種電源一起供電，并且電源的上下電順序要滿足一定的先后關(guān)系，一旦沒有滿足要求，或者防護不好的話容易造成器件的損壞，造成巨大的損失，這在電路的調(diào)試階段會經(jīng)常發(fā)生。目前，業(yè)界已經(jīng)開始設(shè)計各種TDI CXD的波形發(fā)生器以解決試驗替代品的問題，但均是對于TDI CXD的電性能的完全模擬，因為其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、體積大等問題并不適用于實際的應(yīng)用環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實現(xiàn)了對實際TDI CCD的外形尺寸、輸入輸出引腳電氣特性、輸出視頻信號、積分級數(shù)控制和感光特性的模擬。外同步式TDI CXD模擬裝置，該裝置包括引腳電氣特性模擬電路、驅(qū)動特征提取電路、OS信號合成電路、延遲特性控制電路、感光度控制電路和積分級數(shù)控制電路；引腳電氣特性模擬電路接收外部信號，并將信號傳輸?shù)津?qū)動特征提取電路；延遲特性控制電路發(fā)送信號至驅(qū)動特征提取電路；驅(qū)動特征提取電路接收引腳電氣特性模擬電路和延遲特性控制電路電路發(fā)送的信號，并將信號傳輸?shù)絆S信號合成電路；感光度控制電路和積分級數(shù)控制電路發(fā)送信號至OS信號合成電路；OS信號合成電路接收驅(qū)動特征提取電路、感光度控制電路和積分級數(shù)控制電路發(fā)送的信號，并將信號傳輸?shù)酵獠?；所述引腳電氣特性模擬電路用來模擬TDI CCD的所有引腳的阻容特性及各個電源引腳的輸入電壓電流；所述驅(qū)動特征提取電路的功能是提取TDICCD驅(qū)動信號中的像元轉(zhuǎn)移時鐘和復(fù)位脈沖間的相互時序關(guān)系，做為后續(xù)的OS信號合成電路的輸入依據(jù)；所述OS 信號合成電路合成并輸出與輸入驅(qū)動時序同步的外同步式TDI CCD模擬裝置視頻信號；所述延遲特性控制電路控制合成并輸入驅(qū)動時序與外同步式TDI CCD模擬裝置輸出信號OS 間的延時時間；所述感光度控制電路控制調(diào)整外同步式TDI CCD模擬裝置輸出信號感光電平；所述積分級數(shù)控制電路控制外同步式TDI CCD模擬裝置輸出OS信號的積分效果。本裝置采用了外同步式的原理實現(xiàn)了 TDI CXD信號的模擬，因此該裝置實際的外形尺寸和TDI CCD的外形尺寸相當(dāng)，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的特點，可以完全取代實際 TDI CXD完成各種試驗工作。


圖1本發(fā)明外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置框圖。圖2積分延時電荷耦合器件水平轉(zhuǎn)移驅(qū)動時序圖。圖3本發(fā)明外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置引腳阻容特性模擬電路圖。圖4本發(fā)明外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置電源引腳吸收電流模擬電路圖。圖5積分延時電荷耦合器件輸出信號(OS)結(jié)構(gòu)圖。圖6本發(fā)明外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置驅(qū)動特征提取電路框。圖7本發(fā)明外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置波形整形電路原理圖。圖8本發(fā)明外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置延時和相位調(diào)整電路原理圖。圖9本發(fā)明外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置OS信號合成電路原理框圖。圖10本發(fā)明外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置OS信號波形合成、感光度控制信號及積分級數(shù)控制電路原理圖。圖11本發(fā)明外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置參考電平疊加復(fù)位脈沖波形圖。圖12本發(fā)明外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置參考電平及復(fù)位脈沖合成波形與CR信號相減合成TDI CXD信號波形圖。
具體實施例方式由圖1所示，外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置，該裝置包括引腳電氣特性模擬電路、驅(qū)動特征提取電路、OS信號合成電路、延遲特性控制電路、感光度控制電路和積分級數(shù)控制電路；引腳電氣特性模擬電路接收外部信號，并將信號傳輸?shù)津?qū)動特征提取電路；延遲特性控制電路發(fā)送信號至驅(qū)動特征提取電路；驅(qū)動特征提取電路接收引腳電氣特性模擬電路和延遲特性控制電路發(fā)送的信號，并將信號傳輸?shù)絆S信號合成電路；感光度控制電路和積分級數(shù)控制電路發(fā)送信號至OS信號合成電路；OS信號合成電路接收驅(qū)動特征提取電路、感光度控制電路和積分級數(shù)控制電路發(fā)送的信號，并將信號傳輸?shù)酵獠?；所述引腳電氣特性模擬電路用來模擬TDI CCD的所有引腳的阻容特性及各個電源引腳的輸入電壓電流；所述驅(qū)動特征提取電路的功能是提取TDICCD驅(qū)動信號中的像元轉(zhuǎn)移時鐘和復(fù)位脈沖間的相互時序關(guān)系，做為后續(xù)的OS信號合成電路的輸入依據(jù)；所述OS 信號合成電路合成并輸出與輸入驅(qū)動時序同步的外同步式TDI CCD模擬裝置視頻信號；所述延遲特性控制電路控制合成并輸入驅(qū)動時序與外同步式TDI CCD模擬裝置輸出信號OS 間的延時時間；所述感光度控制電路控制調(diào)整外同步式TDI CCD模擬裝置輸出信號感光電平；所述積分級數(shù)控制電路控制外同步式TDI CCD模擬裝置輸出OS信號的積分效果?，F(xiàn)有需要模擬的某型號TDI CCD的所有驅(qū)動信號的阻容特性如下表1。電源供電引腳VDD，供電電流為120mA，供電電壓為18V。水平驅(qū)動時序關(guān)系如附圖2。積分級數(shù)控制電路引腳為CSS16、CSS24、CSS32、CSS64、CSS96，通過它們分別實現(xiàn)了 24、32、64、96級積分的控制，實際需要實現(xiàn)某一級積分時相應(yīng)的控制端被置為12V的電平，其它控制端保持OV電平。該TDI C⑶器件的像元時鐘驅(qū)動最高頻率為25MHz。對于引腳電氣特性模擬電路中的阻容特性的模擬，采用附圖3所描述的阻容模擬方法，表1為某型號的TDI CCD的驅(qū)動信號阻容特性，根據(jù)表1的該型號的引腳阻容特性參數(shù)，表2為阻容模擬電路電容C和電阻R的取值，對于不同的引腳附圖中的電容C和電阻R 的取值如表2。表 權(quán)利要求
1.外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置，其特征在于，該裝置包括引腳電氣特性模擬電路、驅(qū)動特征提取電路、OS信號合成電路、延遲特性控制電路、感光度控制電路和積分級數(shù)控制電路；引腳電氣特性模擬電路接收外部信號，并將信號傳輸?shù)津?qū)動特征提取電路；延遲特性控制電路發(fā)送信號至驅(qū)動特征提取電路；驅(qū)動特征提取電路接收引腳電氣特性模擬電路和延遲特性控制電路發(fā)送的信號，并將信號傳輸?shù)絆S信號合成電路；感光度控制電路和積分級數(shù)控制電路發(fā)送信號至OS信號合成電路；OS信號合成電路接收驅(qū)動特征提取電路、感光度控制電路和積分級數(shù)控制電路發(fā)送的信號，并將信號傳輸?shù)酵獠?；所述引腳電氣特性模擬電路用于模擬TDI CCD的所有引腳的阻容特性及各個電源引腳的輸入電壓電流；所述驅(qū)動特征提取電路用于提取TDI CCD驅(qū)動信號中的像元轉(zhuǎn)移時鐘和復(fù)位脈沖間的相互時序關(guān)系，做為后續(xù)的OS信號合成電路的輸入依據(jù)；所述OS信號合成電路用于合成并輸出與輸入驅(qū)動時序同步的外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置視頻信號；所述延遲特性控制電路用于控制合成并輸入驅(qū)動時序與外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置輸出信號OS間的延時時間；所述感光度控制電路用于控制調(diào)整外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置輸出信號感光電平；所述積分級數(shù)控制電路用于控制外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置輸出OS信號的積分效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置，其特征在于，所述OS信號合成電路控制驅(qū)動時序同步的視頻信號，其像元驅(qū)動時鐘最高頻率為25MHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置，其特征在于，所述延遲特性控制電路控制驅(qū)動時序同步的視頻信號的延時范圍在5 20ns。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置，其特征在于，所述延遲特性控制電路具有波段開關(guān)和數(shù)字控制兩種手段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置，其特征在于，所述感光度控制電路具有兩種模式，一種人工調(diào)整，一種感光調(diào)整，變化范圍在O 1. 5V。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置，其特征在于，所述積分級數(shù)控制電路用于模擬級數(shù)為24、32、64、96級的積分級數(shù)調(diào)整功能。
全文摘要
外同步式積分延時電荷耦合器件模擬裝置屬于TDI CCD領(lǐng)域，該裝置包括引腳電氣特性模擬電路、驅(qū)動特征提取電路、OS信號合成電路、延遲特性控制電路、感光度控制電路和積分級數(shù)控制電路；本發(fā)明實現(xiàn)了對實際TDICCD外形尺寸、輸入輸出引腳電氣特性、輸出視頻信號和感光特性的模擬。本裝置采用了外同步式的原理實現(xiàn)了TDI CCD信號的模擬，因此該裝置實際的外形尺寸和TDI CCD的外形尺寸相當(dāng)，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的特點，可以完全取代實際TDI CCD完成各種試驗工作。
文檔編號H04N5/372GK102244743SQ20111015632
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者劉輝, 李云飛, 郭永飛, 馬天波 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所