基于FPGA的CCD相机时序发生器

1 引言

科学级CCD相机（ grade CCD ）是一种具有低噪声、高灵敏度、大动态范围和高量子效率等优良性能的CCD相机，用于对微光信号检测和微光成像。它在射线数字成像检测、生物 医学工程、水下摄影、武器装备、天文观测、空间对地观测等多种技术领域得到了广泛应用。

科学级CCD相机一般由高速CCD 感光芯片、视频信号处理器、时序控制器、时序发生器、时序驱动器、外部光学成像系统等部分组成，其中时序发生器性能的优劣直接决定了相机的品质参数。该科学级CCD相机采用DALSA公司的IL-E2 型TDI-CCD作为传感器， 本文分析了IL-E2型TDI-CCD 芯片的工作过程和对驱动信号的要求，在此基础上设计出合理的时序电路， 为了满足在实际工作中像移速度异速匹配的要求，在时序电路的设计中时序发生部分是可调的。这种设计方案简单、可靠、实用。在综合比较各种硬件实现电路的优 缺点后，选用现场可编程逻辑门阵列（FPGA） 作为硬件设计平台，使用VHDL 语言对驱动电路方案进行了硬件描述，采用EDA 软件对所设计的时序发生器成功地进行了功能仿真。最后针对公司的可编程逻辑器件-进行了适配和硬件电路调试，进而 实现了对整个科学级CCD 相机的控制。