文档介绍：§8—D驱动电路与信号采集电路
D 传感器时,D时序的产生和输出信号的采集处理。
D驱动方法
CCD驱动时序产生方法多种多样,常用的方法有以下四种:
直接数字电路驱动方法
D驱动时序电路。一般由振荡器、单稳态触发器、计数器等组成。可用标准逻辑器件搭成或可编程逻辑器件制成。特点是驱动频率高,但逻辑设计比较复杂。
单片机驱动方法
D驱动时序的方法,主要依靠程序编制,直接由单片机I/O口输出驱动时序信号。时序信号是由程序指令间的延时产生。这种方法的特点是调节时序灵活方便、编程简单,但通常具有驱动频率低的缺点。如果使用指令周期很短单片机(高速单片机),则可以克服这一缺点。

D的所有时序信号数据,并由计数电路产生EPROM的地址使之输出相应的驱动时序。这种方法结构简明,与单片机驱动方法相似。
专用IC驱动方法
D驱动时序,集成度高、功能强、使用方便。在大批量生产中,驱动摄像机等视频领域首选此法,但在工业测量中又显得灵活性不好。可用可编程逻辑器件法代替“专用IC驱动方法”。
D驱动时序
(一)、D驱动原理
TCD1206SUP具有一列2160个光敏元的光敏栅,此外还包括电荷转移栅、双相模拟移位寄存器、可复位的输出电荷检测放
Φp
ΦSH
Φ1
Φ2
ΦRS
(即ΦR) ΦR信号边沿应对准红线位置,现按蓝线位置处理是为减化编程运算。然后用硬件延时校正(反向再反向)

大器及补偿放大器等。入射于光敏元的光能量产生正比于光强的电荷包(光生载流子),然后这些电荷包转移到模拟移位放大器,在双相时钟的驱动下,传送到片内输出电荷检测放大器,在那里变成幅度为光信号调制的一列脉冲
D的驱动脉冲可以分为两类:一类是光电转移用的光积分脉冲,另一类是自扫描用的转移脉冲(包括扫描输出电荷检测放大器的复位脉冲),共需要五种逻辑定时信号(如图二所示):Φp是为光敏栅施加的光积分脉冲,Φp为高电平时,光照进行积分,积累电荷,产生光生载流子,完成光电转换;Φp为低电平时,把光敏栅底下势阱中的光生载流子经电荷转移栅转移到模拟移位器的栅下势阱中。ΦSH为转移脉冲,ΦSH为低电平时进行转移,所以为避免光敏元中电荷向四周“弥散”,应使Φp和ΦSH的高电平稍有重迭或同时变化,即在Φp为低电平之前或同时ΦSH应为高电平,经过一定时间转移后,ΦSH回到低电平,夹断转移沟道,Φp跳回高电平,进行下一次积分。双相转移脉冲Φ1和Φ2应交替变化,在时间上相差π,把光生载流子移位输出。ΦRS复位脉冲,在ΦRS=1时将输出前多余电荷泄漏掉,在ΦRS=0时电荷完全向输出端转移【6】。
当ΦSH脉冲高电平到来时,正值Φ1电极下均形成深势阱,同时ΦSH的高电平使Φ1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Φ1电极下的势阱中。当ΦSH由高变低时,ΦSH低电平形成的浅势阱将存储栅下势阱与Φ1电极下的势阱隔离开。存储器势阱进入光积分状态,而模拟移位寄存器将在Φ1与Φ2脉冲的作用下驱使转移到Φ1电极下势阱中的信号电荷向左转移,并经输出电路由OS电极输出【7】。
(二)、D简析
因为ΦP由TCD1206SUP片内提供,实际上驱动TCD1206只需要
ΦSH、Φ1、Φ2 和ΦRS四个信号,。
TCD1206SUP完整驱动时序
由于结构上的安排,OS端首先输出13个虚设单元信号,再输出51个暗信号,然后才连续输出S1到S2160的有效像素单元信号。第S2160信号输出后,又输出9个暗信号,再输出2个奇偶检测信号,以后便是空驱动。空驱动数目可以是任意的。由于该器件是两列并行分奇偶传输的,所以在一个ΦSH周期中至少要有1118个Φ1脉冲,即TSH>1118T1【8】。
由于MCS-51系列速度相对较慢(使用12M的晶振时,一个机器周期为1μs)。,ΦRS时钟频率标准值为1MHz,即Φ1和Φ2的标准周期为2μs,ΦRS的标准周期为1μs。单片机的一条指令至少需要一个周期,最慢的要有四个周期。D像元需要数条指令,D很难达到驱动频率的标准值。
由于单片机是靠指令产生I/O口的输出逻辑状态来产生驱动时序,对于在一帧中数千像元的传输来说,如果不使用转移指令,则小型单片机难以提供的程序存储资源;如果使用逻辑转移指令,虽然可以克服上述不足,但需要精心的配置指令,避免在驱动时序的局部造成相位上的迟滞,这样必然会减慢驱动频率
【8】。下面我分别从两个思路着手,做CCD的驱动时序。
(三).D设计
为了便于实验,我们这里选用具有电可擦