基于電子快門自動增益的CCD驅(qū)動電路研究

　　A／D 轉(zhuǎn)換選擇的是8位逐位逼近式雙通逍A／D轉(zhuǎn)換器ADC0832，最高分辨率可達(dá)2ˉ8，可以適應(yīng)一般模擬量的轉(zhuǎn)換要求，且轉(zhuǎn)換速度怏、穩(wěn)定性能強。單片機(jī)選擇的是美國ATMAL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)AT89C2051。兼容標(biāo)準(zhǔn)的MCS－51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置能用8位中央處理器和FLASH存儲單元?？芍夭翆?。

　　自動增益控制流程圖如圖5所示。

　　自動控制制積分時間主要是通過調(diào)節(jié)SH信號的占空比，因此，以單穩(wěn)觸發(fā)器為核心的脈沖發(fā)生器設(shè)計部分選用了數(shù)字式電位計X9C103?？梢酝ㄟ^單片機(jī)發(fā)送指令改變阻值，從而改變脈沖發(fā)生器的輸出信號。經(jīng)過多次調(diào)試得出其有效阻值有一定的范圍，而且改變阻值過程中要加入適當(dāng)?shù)难訒r，這兩點在編寫程序時需要考慮進(jìn)去。

圖5 自動增益控制流程圖

　　圖6所示的即是自動增益控制的調(diào)試結(jié)果。在調(diào)試過程中為了便于觀測信號，用黑色膠帶粘在CCD器件的感光面，只留中間一道縫隙，因此，CCD的輸出信號只在惑光位置有一較窄的脈沖， 如圖6所示。當(dāng)CCD輸出信號很弱時，光積分時間不斷的在增大，CCD的輸出信號也在不斷的增強。

圖6 自動增益控制調(diào)試圖

　　4.結(jié)語

　　本文主要介紹了一個帶電子快門的可實現(xiàn)自動增益控制的高速CCD驅(qū)動電路的設(shè)計原理及實驗結(jié)果。

　　經(jīng)過實驗調(diào)試的結(jié)果在不改變時鐘頻率的基礎(chǔ)上將光積分時間縮短至幾個微秒，大大提高了測量速度。同時通過自動增益控制使CCD的輸出信號始終保持在閾值范圍之內(nèi)，從而保證了測量的精度。該測量方法在高速、高精度實時在線測量領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。