FPGA实现的KAI-0340行间转移CCD驱动电路设计

"该文主要介绍了一种基于FPGA的行间转移面阵CCD（电荷耦合器件）驱动电路设计，特别是针对Kodak公司的KAI-0340型号CCD。文章详细分析了KAI-0340的驱动要求，并设计了相应的供电模块和驱动器电路，利用Xilinx的XC2S150 FPGA来实现驱动时序。实验验证了设计的驱动电路能够满足KAI-0340的所有驱动需求。" 在本文中，作者首先引入了电荷耦合器件（CCD）的基本概念，强调了CCD需要特定的驱动脉冲才能正常工作。接着，文章详细介绍了Kodak的KAI-0340行间转移型面阵CCD，其特征包括两相水平和垂直驱动、电子快门、低暗电流和高灵敏度等。KAI-0340的驱动电压和直流偏置电压需求被列在表1中，这些参数是设计驱动电路的关键依据。 在CCD供电模块的设计部分，作者分析了KAI-0340的电压需求，如+15V和-9V用于基本偏置，H1和H2的水平移位驱动，R的复位驱动，V1和V2的垂直转移驱动，以及电子快门脉冲。为了高效供电，选择了+5V、-10V和+15V作为外部输入电压，通过不同的稳压器和分压电路产生所需的各种电压等级，包括±20V的电子快门高压脉冲。 随后，文章讨论了驱动器电路。KAI-0340的驱动时钟包括水平移位时钟、复位时钟、垂直转移时钟和电子快门时钟，每个时钟都有其特定的驱动电压要求。这些时钟信号由FPGA（Xilinx XC2S150）生成，确保了CCD正确同步和操作。作者还指出，CCD在单端输出模式下，水平移位时钟和复位时钟是关键，它们与垂直转移时钟和电子快门时钟一起，共同决定了CCD的图像捕获过程。 实验结果证实了设计的驱动电路能够满足KAI-0340的全部驱动需求，这证明了基于FPGA的驱动方案的有效性和可靠性。这种设计方法对于理解和实现类似的CCD驱动电路具有重要的参考价值，特别是在需要精确控制和高效能的图像传感器应用中。