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引言 图像传感技术作为现代信息科学的重要内容，近些年来一直受到人们的关注，成为国内外研究的热点。其核心部件CCD 是20 世纪70 年代发展起来的一种新型固体成像器件。具有光电转换、信息存储和传输等功能，集成度高、结构简单、功耗小、性能稳定。在科学研究的各个领域都有着广泛的应用，以CCD 应用为核心的图像采集技术，已经在高空卫星摄像、核爆炸、人体放射检查得到了具体的应用[1～3]。在采用CCD 图像传感器件作为前端采集模块的各种系统中，CCD 驱动时序电路的正确设计是各种系统开发的前提，同时也是各系统能否实现其功能的决定因素。
鉴于此，笔者提出了一种基于复杂可编辑逻辑器件（CPLD）实现的面阵CCD 驱动电路的设计方案。
的特点和结构介绍根据 CCD 结构的不同，面阵型CCD 分为帧转移（Frame Transfer）CCD、隔列转移（Interline Transfer）CCD 和全帧（Full Frame）CCD。
本设计选取的 TC341 是美国TI 公司生产的一款2/3 英寸高性能帧转移型CCD。具有×488(V)个感光像元,有效像元754(H)×484(V)，支持隔行扫描和逐行扫描两种工作方式（本文中选择逐行扫描工作方式）。该芯片在正常工作状态下不会产生图像的曲解、残留以及图像的滞后等现象。由于采用了TI 公司的专有的Virtual-phase 技术，具有灵敏度高，暗电流小和响应快的优点。
帧转移型面阵CCD 结构由四部分组成,分别是：成像区、存储区、串行寄存器和输出放大器。成像区由并行排列的若干个电荷耦合沟道组成，各沟道之间用沟阻隔开，水平电极横贯格沟道。成像区作用是感受光的照射，将外界的光信息转化为电荷信息。存储区的结构与成像区相同，只是不受光的照射，用来存储成像区转移来的电荷。串行寄存器用于将存储区中电荷逐行传输给输出放大器。输出放大器由浮动扩散结构和一个射极跟随器组成，射极跟随器主要是对微弱的电荷起电流放大的作用，并由输出放大器将电流转换为电压。
驱动电路硬件设计驱动电路硬件组成帧转移型 TC341 的驱动发生器主要由供电模块、偏置电压模块、时序驱动模块、时序产生模块等组成。更多论文请看公共管理硕士论文。
设计供电电压模块设计需要供电的引脚包括电源引脚以及各种驱动时序引脚（IAG、SAG、 SRG、 RSG、），其所需的工作电压有：电荷清理信号（CDB）为+12V 直流偏置电压信号。成像区时钟信号（IAG）、存储区时钟信号(SAG)和串行寄存器时钟信号（SRG）电压为+2V（逻辑“1”）、-10V（逻辑“0”）。电荷复位脉冲信号（RSG），转移门控制信号（TRG）需要一个+2V 的逻辑高电压。设计中我们还用到了多路电子开关74HC4053 和T2082 运放，他的供电要求分别为±5V 和±15V。
因此，电压模块共需要设计出5 种电压信号：+12V 、±5V 和±15V。偏置电压模块需要设计出+2V、-10V 电压信号。
综合 CCD 供电系统要求以及电源效率的考虑，我们选用±15V 作为外部输入电压。对于TC341 的电源电压+12V，我们选用一个12V 齐纳二极管串联1K 的电阻，但是为了得到比较稳定的电压以及隔离工作电路对电源可能产生的波纹，我们在输出端连接一个运放作为跟随器以得到较稳定的+12V 电源电压。多路电子开关74HC4053 的供电电压可由外接电压±15V 分别接入两片78L05,79L05 稳压块供电。运放T2082 则可连接外部输入电压直接供电。多路开关74HC4053 所需供电电路。
偏置电压和时序驱动模块设计由于 CPLD 产生的时序信号属于TTL 电平（高2.4-5V，低0-0.4V），而CCD 各个控制信号需要+2V、-10V 较大的电压进行驱动，所以不能直接将CPLD 输出的时序信号直接连到CCD 的各个控制信号输入端。为此，我们还需要设计各控制信号的偏置电压+2V、-10V。
