《彩色线阵CCD驱动电路设计》
设计报告
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f彩色线阵CCD驱动电路设计
一、CCD的工作原理
CCD是一种非平衡态期间，CCD用作拍摄光学数字图像，通过光电转换把照度分布转换当成电荷分布注入到每一位势阱中，通过势阱中电荷的移动和模拟移位寄存器中信号电荷的逐位移动获得信号、读出并进行相应后期处理。CCD是由金属氧化物半导体构成的密集排列器件，通过加在栅极上的电压的不同，半导体处于相应不同状态，利用MOS电容的非平衡态特性，当栅极电压大于阈值，加载电压的瞬间，界面出形成耗尽层，当没有立即形成反型层，此时MOS电容最具有存储电荷的能力，电子出现后即能进入势阱，并得到储存。CCD的工作主要分为三个过程：1、电荷注入：利用光电转换把目标照度分布转换为电荷分布并注入势阱中；2、电荷转移：通过控制相邻MOS电容栅极电压高低来调节势阱深浅，使信号电荷由势阱浅的地方向势阱深的地方流动，并逐渐传输至输出极；3、电荷输出：利用由二极管和输出栅（或者结型场效应三极管作为放大器）组成的信号输出端将获得的信号输出。
二、TCD2252D的工作原理时序图及相应说明：
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fFigure1CCD时序图
（1）SH：积分信号，两个SH高电平间时间间隔即为积分时间，此次积分时间对应上一次所得信号的传输，即以下F1，F2等波形传输的是在上一个积分时间内获得的信号信息；当SH高电平信号出现时，光敏单元积分所得的信号电荷向模拟移位寄存器中转移，在光积分期间，起到隔离作用；（2）F1，F2：该驱动电路为两相结构，此信号在电路中各存在两组A、B；F1，F2信号相位相差180度，即恰好相反，通过该栅极电压控制电位阱深度，进而控制信号电荷在模拟以为寄存器中单向流动，并读出；（3）RS：当转移栅把信号电荷转移到移位寄存器中后，移位寄存器要一位一位输出电荷，为了不使得输出混乱，电极需要外加适当的复位脉冲，RS每当前一个电荷包输出完毕，下一个电荷包尚未输出之前，RS电极上应出现复位脉冲，它把前一电荷包抽走，以准备接受下一电荷包到来。（4）CP：：缓冲控制脉冲（箝位栅）；
三、详细设计思路电路主要分为三个部分：
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f第一部分为二分频电路部分，该部分主要用到的器件有：74LS160十进制计数器，74LS42四十线译码器，74LS112为JK触发器。该部分电路通过对时钟信号的得计数、分频，获得对应输出信号所需分频信号，进而为输出F1、F2、RS、CP、SP信号做准备，同时获得一路固定频率500K的信号，供第二部分分频电路使用。
第二部分为分频电路r