d3光电图传应用

1、【3】5.5 并/串行输出的线阵CCD 像元信号的并/串行输出概念 “串出”：一行像元信号逐元顺序输出； “并出”：多行（路）像元信号同时逐元输出。 “并/串出”：一行像元信号变换成多个子行并出，传输速度大大高于一行像元信号一路“串出”（板书图示）。 在图像传感器的设计制造中，一行数千、上万个像元，像元信号串出太慢，也不必（电视结构与扫描制式规定的一行扫描，串行像元个数没那么多）。在一些特殊应用场合，可以将一路（行）分成多个子路（行），如奇数位、偶数位2子路，每路再分成几段，每段包含几百、几十个像元信号，段间并出，段内串出（火车停站并行下车），可以部分提高信号传输速度；即并/串出传输方式提速（

2、数据率提高）是可行的。 元信号并/串出后，每行各像元信号的重新合成链接，可借用高速开关顺序串接实现。5.5.1 TCD1703C （ P91图5-32 ） 双沟道二相控制奇偶二路并/串行转移OS1、OS2出；元尺寸77m2 ，总3750 2有效像素元，总长52.5 mm。工作波形（右-图533 ）。二路像元信号相间串出链接才能还原扫描像元行（2）电子束扫描/像敏单元构成靶面，正面成像转换，背面扫描读取（2）电子束扫描/像敏单元构成靶面，正面成像转换，背面扫描读取5.5.2 分路-分段并出线阵CCD（ 图5-36 ）（1）T-C5奇偶二路四段并出 结构原理：2048/4096两种线阵，每元101

3、0m2，4096型总20.48mm。四相控、4路OS1 OS4并出，数据率提高3倍。 特点：（图5-37）转移脉冲SH周期降到原来的1/4，则转移频率提高到4倍。积分时间调整PR低电平积分时间，其前沿即曝光时间可编程调整。（2）RL1282 /84/88D分段二相控多路输出 结构原理：双沟奇偶分段并出，元尺寸1818m2。三种型号有效元256（644） /512/1024（参看右芯片图）。前者6422（奇偶 2路4段），再4路、段并出。三者分别为4/8/16路、段并出。 RL1288D 芯片16路输出特点： RSO（P94图5-39/图540 RS改RSO）/RSE分别为奇、偶路复位脉冲。15

4、 MHz驱动，获1516位240Mbit数据率输出。出16路再高速合成，可获全电视数字信号：高速模拟开关将奇偶路间、段间信号链接合成（加到ADC），实现8路AD并串变换。 光谱特性： 2007501100nm；积分时间越长，灵敏度越高；高速像要求补光保曝光量。参数（次页表5-6） 功能特点：除常见驱动、转移、复位等信号外，增加抗晕（抗开花）栅控ABS/漏控ABD功能端、行出结束标志EOS、芯片外接温敏二极管控-DT1、DT2。下光电D积分中MOS管（=等效势阱）源极跟随器输出OS。下MOS抗晕：下光电D积分电荷满，溢出危害周边，此刻下MOS受控导通，泄放多余电荷抗晕。上遮光D+上MOS（=等效

5、势阱）源极跟随出DOS。电源品种多。 5.6 用于光谱探测的高性能线阵CCD5.6.1 RL1024 SB(1)结构与原理特点 元尺寸较大： 25 2500m2 ,1024元总25.6mm（2）驱动器 信号与工作： ST/即前述SH启动行扫，后逐元传送EOS结束，定义为行扫周期。（EOS还作后续ADC行同步信号。） 信号产生：CR1/2和 ST（SH）产生电路由374 HC161四位可变模计数器 2DF/F逻辑门构成 FPGA电路。驱动工作波形如右。 差放-抑制共模噪声 如图5-46 ）OS-DOS消除温飘、容性干扰影响； ）将电荷图像信号转换成电压图像信号； ）R3既是差放反馈电阻，又是C1

6、泄放电阻。（3）特性 光谱特性与线性 ）光谱特性与透光材料相关/石英频响较宽；(P98图5-47) ）线性： 输出电荷曝光量，低端线性好，高端饱和；(P98图5-48) ）像元势阱注入电荷量Qin =qA Neo tc e，（ P98 式5-4，因子查旧）正比于照度e，； 其它特性：性能优良来源于积分面积大1000倍表5-7。5.6.2奇偶并出RL2048DKQ（图5-49/50）（1）原理： 中光电二极管+上、下MOS管为等效势阱奇偶2分，完成光电变换和像元信号分出。 中MOS管为抗晕器件。VAB为抗晕电路偏压。波形如右示意转移栅控抗晕MOC（2）频谱特性（P100图5-51/52） 200

7、7501100nm，中紫外近红外。曝光量在0.0010.47（J/cm2）范围内，即在4700倍曝光量范围线性好。（3）动态范围与参数 见表5-8（右）。5.7 彩色线阵CCD5.7.0 概念 彩印每次印刷为三 基色R、G、B之一单色，多次套印获彩色效果；由彩色线阵CCD “电眼”跟踪，对动态成彩像连续采集、与设计要求的图案色彩信息比较，输出误差，用以控制后续印刷细节调整，确保效果。分单行三基色串行、三行三基色并行2种方式。5.7.1 三基色串行输出TCD2000P（1）结构 480元单沟道阵列，元11 33m2 ，相邻3元为一合色元。G、B、R由元上条状滤光片产生（教案P3-5图）内设时钟、

8、驱动器、采保和补偿（三色灵敏度不一）。右图时序波形功能主时钟移控（2）工作与参数(见PPT前页波形时序图)G、B、R串出。特性参数见右表（3）优缺点/简单、输出快；G、B、R需补偿，彩色分辨率不够高。 5.7.2 三基色并出TCD2258D （1）结构：元77m2；三色单沟，35340元并列，3行自下而上R、G、 B排列。由（3个单色元物理集中一点） OS1OS3并出再补偿处理逐像元组合成每彩元。（2）工作与特性： 驱动波形图仅画出一色，（CR2B为CR2驱动的末位即串出位控制驱动信号）。 红光灵敏度最高，频谱特性分布宽（P103图5-59），电路要对其它2色补偿。 特性参数见表5105.8

9、环形线阵CCDRO 0720B(1)结构：2720正梯形感光G-MOS（感光单元）、倒梯形填塞Z-MOS（遮光单元）交替无缝排列成环，引线成集成芯片。 分辨率 2558D常用光学传递函数“输出调制度/输入调制度”MTF来描述光强分辨率（图注，输入绝对亮度反降） 电压表能测的最小电压，推算输出相对电压最小值，倒推各点光强的最小相对变化量，求均值即其输入光强相对分辨率。5.7.3 三基色并出TCD2901D(自阅P104105) （2）驱动：驱动脉冲如图示。ST跳高（需前移对齐）开始扫描输出；（CRA/B改对称方波）CRA下跳后100ns后CR2下跳，开始元1信号出，CRB元2信号出，直到720元信号全出，最后出扫描结束信号EOS（下跳）。（3）外加驱动电路 所有驱动信号由系统内、0720片外的芯片组产生，自动驱动0720工作，称“自扫描”方式工作。（CP-TTL出-加注）CP（4）外加差放电路 对OS（RV）、DOS（RD被遮蔽的元输出）二路信号放大输出，消除温飘所致共模干扰。（5）特性参数谱响与动态特性200(石英窗)/300（玻璃窗）7201100nm,0720光敏面积大，曲线陡，灵敏度高。其它特性见次页表 第三课 作 业 5.11； 5.12 ； 5.15； 5.16；本课小结 1、并行输出的线阵CCD: TC