专业综合实验报告ccd

专业综合实验报告

班级:2000级光电子2班 姓名: 郭鹏飞 学号: 00044037

第一部分、CCD外围电路设计实验

一、|TCD1206UD 驱动电路

TCD1206UD的驱动电路如下图所示：

通过使用EDA来产生四路驱动信号SH、Ø1、Ø2、ØR,在输入端提供控制脉冲CP同CCD输出象元光信号同步，以便用户用作采样保持控制信号。其中，SH为行首脉冲，在其积分周期内要完成对Ø1至少进行1118次计数，即SH的积分周期至少要等于1118个Ø1计数脉冲。Ø2为Ø1的反向信号，ØR为复位脉冲。

TCD1206UD在上图所示的驱动电路作用下工作。当SH脉

冲高电平到来时，正值Ø1电极下均形成深势阱，同时SH的高电平使Ø1电极下的深势阱与MOS电容存储势阱沟通。MOS电容中的信号电荷包通过转移栅转移到模拟移位寄存器的Ø1电极下的势阱中。当SH由高变低时，SH地点平形成的浅势阱将存储栅下势阱与Ø1电极下势阱隔离开。存储栅势阱进入光积分状态，而模拟移位寄存器将在Ø1与Ø2脉冲的作用下驱使转移到Ø1电极下势阱中的信号电荷向左转移，并经输出电路输出。

TCD1206UD的驱动电路由三部分组成： 第一部分由三个D触发器组成，将前两个D触发器连成锁环信号发生器产生复位脉冲ØR，第三个D触发器用来将输入信号经锁环信号发生器产生的四分频信号再二分频，如输入信号为4MHZ，这次是输出的信号为0.5MHZ。

第二部分由三个74161十六进制计数器，采用异步清零法连成1126进制计数器进行积分周期的计数。同时将第1124和1125个脉冲采出以便后续部分使用。

第三部分电路用以产生Ø1、Ø2和SH信号。将第二部分采出的1125脉冲经过时钟信号为0.5MHZ的D触发器延时2μS,将其与1124脉冲进行或运算，再与第一部分产生的0.5MHZ信号相或便得到了Ø1信号，Ø2信号是Ø1的反向，加个反向器即可。SH信号的产生较为复杂：需要将1125脉冲经过1MHZ时钟信号的D触发器延时1μS,再将其与1125脉冲相或便得到了SH信号。这样做可以使SH信号恰好在Ø1宽脉冲的中间位置，符合设计要求。

二、TCD1206UD驱动电路的仿真波形

TCD1206UD驱动电路的仿真波形是使用MAXPLUSⅡ软件仿

真得到的。为简化起见，将波形中的连续部分以虚线表示；光积分周期和对应的脉冲数如图中文字所示。

三、硬件电路实现过程

用MAX+plusII软件设计好TCD1206UD驱动电路,并下载到可编程逻辑器件EPM7128SC84中实现.下载完毕后,记录下对应的引脚.用导线将输出与对应的芯片引脚相连。用所设计的驱动电路驱动，使芯片工作。将芯片的输出与示波器相连，以观察输出波形。

首先根据所要驱动的CCD芯片的驱动电路波形图的特点进行设计（我们选用的是TCD1206UD芯片），将设计的电路进行仿真，并与已知驱动波形进行比较，如有不同，将所设计的电路进行修改，直至输出波形和所要波形一致。

然后利用软件将电路图下载到实验箱中，再用实验箱驱动CCD芯片，并在示波器上观察输出波形是否正确，如果正确则表示设计成功。

五、实验感受

最初拿到题目，脑子里一点思路也没有。但经过仔细查找资料和认真研读老师的方案以后，思路开始有了头绪。这样，初步的难点就定在了复位信号和行首脉冲的产生上。复位信号的设计用了一天的时间，最后在老师的方案中找到了灵感，成功完成了任务。SH、Ø1、Ø2的实现颇费周章，但仔细思考后，所有问题都一一被解决了。通过本次实习，我深深地感到了理论到实践的差距，实践不仅需要理论知识的保证，它还有许多理论没有涉及的东西。这就需要你去不断的摸索，不断的修改你的方案。像这样的实习很有意义。它对我们掌握知识，提高动手能力都很有帮助。

谢谢几位老师在紧张忙碌于评估期间还能为我们答疑解惑，

也感谢系里安排了这样一次实践的机会。