韩军　杨少华　尚小燕

摘要： 针对柯达公司的前照明行间转移型面阵CCD KAI0340，对它的驱动时序进行详细的分析，设计满足CCD工作脉冲的驱动时序。采用Altera公司的可编程逻辑器件（FPGA）作为核心控制器件，完成自顶而下的模块设计，实现了硬件电路设计的软件化，开发效率得到了提高，软件程序可重复编程和修改。实验的仿真结果表明，设计的驱动时序能够满足CCD KAI0340的正常工作。

关键词： 面阵CCD； 行间转移； 驱动时序； FPGA

中图分类号： TP 336文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.01.014

引言

CCD具有信号输出噪声低、动态范围大、量子效率高等优点[1]，随着CCD器件本身工艺的改进，其成像质量和器件本身可靠性也得到了进一步的提高[2]，因此CCD在科研、运动领域获得了广泛的应用。就目前而言，提高帧频有两种方法：（1）提高CCD的像素时钟；（2）将CCD分成多个通道同时输出。前者受器件极限参数的限制，效果不明显[3]。因此，本文选用CCD KAI0340，采用双通道同时输出的方法，从而达到提高帧频的目的。

1行间转移型面阵CCD的结构和工作原理

KAI0340是柯达公司的一款行间转移型面阵CCD图像传感器，其结构如图1所示，最下方的4行是挡光的黑像元行，上方的488行是感光像元行；在这488行像元中，最上方和最下方的4行作为缓冲行，因此实际有用的像元为480行；最大的像素时钟频率为40 MHz，并在双输出通道工作方式下工作，每行输出CCD信号，其中包括12个哑像素、24个黑像素和324个感光像素[4]。

KAI0340的工作原理是：感光区内的电荷在电子快门的作用下被清除掉，然后在电子快门时钟结……