刘靖平 李刚

【摘要】    CCD（电荷耦合设备）图像传感器是光电探测器，主要组成部分是PN结，光入射到PN结的N极区，光子能量大于等于半导体禁带宽度hω≥Eg时，激发电子-空穴对。电子和空穴被PN结耗尽区中的电场分开，电子存储在势阱中，每个像素都有一个势阱存储光生电子，势阱是用3个电极形成的，通过改变3个电极的电压，将势阱中的电子串行移动至输出放大器。输出放大器的作用是提供输出电流，驱动负载。

【关键词】    CCD    电路    数据传输    波形

CCD控制电路由CCD电极驱动电路、CCD信号放大电路、模/数转换电路、数据采集电路、动态存储器SDRAM、数据传输电路组成。其中CCD231光电传感器包含3个register电极：，1个复位电极：，4个image电极：。

CCD231包含4096（H）x4112（V）個像素，image时钟将一行像素移入register，然后register时钟将4096个register中的像素依次转移到输出放大器OSE，OSF，OSG，OSH。每输出一行像素，image时钟将下一行像素移入register，直到所有像素全部输出完成。

CCD有6种电源：OD，RD，DD，image电源，register电源，复位电源。电极驱动器采用max4427，最大2A电流，可以满足image和register电极对电流的需求。

CCD驱动电流计算公式：

C：电极等效电容，V：电极电压，t：上升时间

模拟电路部分

CCD输出的信号是模拟信号，OS端连接5k电阻，共模信号动态范围：9V—24V，差模信号动态范围：参考电压-信号电压=0V---2.5V。前端高速运放的共模输入电压范围为-3.5V---3.5V，因此，不能将CCD的输出信号直接连接到前端运放的输入端，必须用RC高通滤波器隔离低频共模和直流分量，将高频差模信号输入到运放。共模分量的频率小于1hz，用的高通滤波器阻扼共模和直流分量进入前端运放。前端运放采用低噪声运放ADA4899。……