基于CPLD的线阵CCD驱动电路的设计

采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为控制单元,设计一款驱动电路以产生线阵CCD需要的驱动信号。利用硬件描述语言(HDL)进行CPLD功能模块以及逻辑单元的设计,不仅发挥了CPLD"可编程"的特点,而且为用户提供较多的信号接口,具有较强的灵活性和稳定性,提高了CCD驱动脉冲的准确性。在介绍驱动电路工作原理的基础上,给出了驱动脉冲时序的设计方法,并通过电路测试数据验证该电路的有效性。实验结果表明:该驱动电路输出的驱动脉冲,完全满足线阵CCD的需要,整个驱动电路工作比较稳定,其输出信号具有严格的时序关系。该驱动电路可以集成到无接触测量系统中,用来产生线阵CCD所需的驱动脉冲,并且有较高的精度。     

CCD线阵驱动模块设计与实现

从单片机应用的基本原理出发,介绍一种适用于角度和位移高精度测量的CCD线阵驱动模块设计与实现方法。该模块采用CCD线阵作为光电测量器件,通过单片机控制CCD线阵的运行;CCD线阵的输出信号经比较器输出,实现灵敏度可调的角度或位移的高精度测量,文中给出了该模块的硬件设计原理图和程序框图。     

基于FPGA的线阵CCD高速非接触检测系统的研究

本文旨在设计一个基于FPGA的线阵CCD高速非接触在线检测系统。通过选用线阵CCD器件作为感光传感器来采集光信号;采用FPGA来产生并控制系统时序,包括CCD的驱动时序、模数转换时序及ADSP采集数据同步时序;结合DSP高速图像处理性能,采用高效的浮动阈值二值化算法对采集到的数字图像信号进行处理;通过对光学系统的定标最终给出了实验待测圆柱体的直径。实验结果表明,该系统相对传统的测量系统具有高速的优点。     

三色线阵CCD高速信号处理系统的优化设计

为提高线阵CCD测量系统的测量精度和抗干扰性能同时保证系统信号处理速度,总结并试验了几种常见的CCD信号处理方案,并提出对应优化设计。阐述了线阵CCD传感器、CCD驱动电路的工作原理,着重分析研究了CCD测量系统中的信号采样和处理过程。详述了CCD输出电压特性,分压电路、滞回比较电路工作原理和MCU采样时序。试验结果表明,相比传统使用单比较器的方案,使用多滞回比较器的设计系统精度得到大幅提升,同时抗干扰性能也得到更好的保证。该设计已应用到印刷行业的纠偏控制器中。     

近景线阵CCD数据采集系统的设计与实现

针对Kodak的RGB三色线阵CCD-KLI14403设计一款基于CPLD的高分辨率线阵CCD实时数据采集系统.系统利用Verilog HDL进行程序设计实现CPLD对各个功能模块和逻辑单元的时序控制,设计采用线阵CCD作为系统图像传感器,以图像专用A/D处理芯片对CCD的输出信号进行噪声处理和模数转换,最后通过USB2.0接口实现上位机与下位机之间控制指令和采集数据的实时传输.这种设计方法不仅降低了对系统各模块之间的协调控制难度,而且具有驱动时序精确、抗干扰性能良好、输出信号稳定等特点.实验结果表明,该设计系统可以有效地完成图像数据的采集和传输,达到了预期效果,且设计灵活,系统性能较好,具有一定的通用性和科研价值.     

基于STM32的线阵CCD积分时间可调驱动改进方法

使用单片机编程实现线阵CCD积分时间可调驱动,其驱动程序的CPU占用率100%,造成单片机资源浪费。为了克服线阵CCD驱动程序的CPU占用率过高造成单片机资源浪费的问题,提出了一种改进的线阵CCD积分时间可调驱动方法。以TCD1209D为例,根据线阵CCD芯片的工作原理,对TCD1209D工作周期中空驱动像元的时序进行简化,采用STM32F103单片机定时中断实现积分时间可调。测试结果表明:在改进的方法下,CCD驱动程序的CPU占用率是可变的,占用率与像元个数近似正比关系,与工作频率以及积分时间近似反比关系。改进的方法能够有效降低CCD驱动程序的CPU占用率,从而克服了单片机资源浪费的问题。     

基于FPGA的面阵型CCD驱动电路设计

针对行间转移型面阵电耦合器件(CCD)ICX415AL,分析其驱动时序要求和工作原理,以现场可编程门阵列(FPGA)芯片EP4CE10F17C8为主控芯片,QuartusⅡ软件为开发平台,选择Verilog HDL语言设计各驱动时序信号。结合反相器和驱动芯片构建CCD外围驱动电路,利用Modelsim SE仿真软件进行联合仿真测试,得到了正确的时序波形输出,将FPGA产生的驱动时序信号接入CCD驱动电路,通过示波器观察CCD在不同条件下输出相对应的视频信号。实验结果表明,所设计的驱动电路运行稳定,满足ICX415AL各项驱动要求。     

基于提高线阵CCD测量系统测量精度的研究

为了提高线阵CCD测量系统的测量精度,从影响系统的几个主要方面进行了分析研究,并提出相关的改善措施。文中除了详细论述了线阵CCD传感器、光源成像系统、A/D转换器等器件系统外,还分析研究了信息采集、驱动电路设计方法和图像处理的软件算法,详述了双相关采样法,单片机驱动,复杂可编程逻辑器件驱动和线阵CCD的细分方法,并进行适当的改善。指出线阵CCD的细分方法将是未来研究改善系统测量精度的主要方向,经过改善后的系统测量精度将大大提高。     

大面阵CCD图像传感器驱动采集系统设计

本文设计了一种大面阵CCD图像传感器驱动采集电路系统.该CCD驱动系统作为航空数码相机的关键组件,直接关系到航空数码相机成像的质量.应用过程中的防静电问题,则关系到CCD器件自身的安全问题.介绍了利用CCD专用外围芯片组,包括CCD驱动芯片TDA9991HL,CCD时序控制芯片SAA8103,CCD输出信号模数转换芯片AD9824,CCD驱动系统的控制芯片C8051F330,来完成CCD外围电路的设计,并详细讨论了利用该芯片组设计大面阵CCD图像传感器外围电路时,要注意的一些问题.该电路设计结构简单,可靠,集成度高.     

便携式电机轴功率激光测量方法及应用研究

为实现便携准确测量油田注水电机的实时轴功率,提出并设计了一种基于线阵CCD的便携式电机轴功率测量系统。该轴功率测量系统利用线性激光反射放大原理对动态扭矩进行测量,包括CCD时序驱动模块、测距及测速模块、DSP数据采集及处理模块、上位机通信及数据处理模块等4部分。该测量系统工作时连续发射一束水平高精度激光按照设定间隔固定在传动轴上的两个适配反射镜表面,其反射激光分别照射到两个线阵CCD感光面并利用差模计算方法得出激光像素点位置和传动轴的扭变角度,进而计算得到动态扭矩。其中,适配反射镜与CCD之间的距离利用红外距离传感器测量;传动轴的转动位置和电机转速利用高精度光敏器件测量。最终电机的轴功率根据动态扭矩和转速计算得到。实验结果证明,该轴功率测量系统的相对误差小于4%,测量精度满足实际测量需求,并可抑制水平和垂直各方向的振动噪声,为便携式电机轴功率测量系统的设计与开发奠定基础。     

线阵CCD图像采集与电气传动的数字同步控制

介绍了线阵CCD驱动时序、传感特性和基于DSP的线阵CCD驱动电路。给出了线阵CCD时序驱动与电气传动的同步控制方案。分析了线阵CCD图像采集与电气传动的数字同步控制的工作原理及其数字同步控制的实现方法。PLC根据触摸屏设定的速度,给出线阵CCD的驱动频率及其DSP的定时常数。同时,PLC给出伺服脉冲频率,经伺服系统实现对传动机构的速度控制。使线阵CCD的图像采集速度与平面运动物体的速度保持精确同步。     

基于PCI高速图像采集卡的设计

设计了一种其于PCI高分辨率线阵CCD图像采集系统,它由光学镜头、硬件电路与机械传送装置3部分组成,其中CPI．D是硬件电路中的核心,主要实现CCD驱动、专用A／D转换时序、FIFO读写控制、以及步进机驱动控制信号,采用PCI接口实现与上位机通信。实验结果表明,系统设计符合设计要求,并且可广泛用于相关检测领域。     

基于FPGA的行间转移型面阵CCD驱动电路设计

分析行间转移型面阵电荷耦合器件(CCD)ICX055AL的工作原理和驱动时序,以现场可编程门阵列(FPGA)为硬件设计载体,采用Verilog硬件描述语言(HDL)设计CCD驱动时序,结合CCD时钟驱动芯片CXD1267AN和2片74HC04构建出CCD驱动电路。通过QuartusⅡ软件对其进行仿真分析,并对芯片EP2C5Q208C8进行配置。结果表明,所设计的驱动电路可以满足ICX055AL的各项性能要求,能够产生准确的脉冲信号驱动ICX055AL工作。     

基于可编程逻辑器件的交流伺服电机驱动保护器设计

设计了一种全数字高可靠性交流伺服电机驱动器。该驱动器以复杂可编程逻辑器件(CPLD)为控制核心,结合智能功率模块(IPM),针对交流伺服电机的驱动与保护特点,实现了对SVPWM信号的死区控制和系统的多种故障保护。给出了核心单元、信号检测及保护电路的设计以及关键环节的保护时序图。实验结果表明:该驱动器工作稳定、可靠,所采取的保护措施快速、有效。     

基于SOPC的高精度时间间隔测量仪设计

针对靶场测试中时间间隔测量仪测量精度低、体积庞大的缺点,在SOPC技术的基础上,采用计数法和内插法设计了一种纳秒级的高分辨率大范围时间间隔测量仪.设计的仪器由触发信号隔离模块、纳秒计时模块、标准计数模块以及相应外围电路组成.在接收到起始触发信号后,由FPGA内部基于SOPC的主单片机和时序电路构成的标准计数模块开始计数.同时,TDC GP2芯片和基于SOPC的从单片机构成的纳秒计时模块测量起始触发脉冲和标准计时脉冲的时间间隔;截止触发信号到来后,标准计数模块停止计数,纳秒计时模块测量截止触发脉冲和标准计时脉冲间的时间间隔,测量结束后,主单片机计算并显示最终时间间隔值.设计的时间间隔测量仪测量范围可以达到1～4＆#215;105μs,测量精度优于3 ns.     

基于TCD1501C的光信号采集与存储系统

探讨基于线阵CCD TCD1501C实现光信号高精度测量的可行性。设计方案采用CPLD产生CCD驱动脉冲和部分系统时序,CCD输出信号经A／D转换芯片TLC5510采集后通过FIFO芯片CY7C464缓存后向上位机传送。提出了具体的系统电路设计方法和部分驱动的编程源代码。原理样机已运用于微形变测量的光纤出射条纹检测中,具有集成度高、性能稳定、精度高、成本低的优点。     

基于FPGA和LMD18200的步进电机控制系统

提出了一种控制步进电机的设计方法,结合MCU、FPGA和增量型编码器构成了一个完整的运动控制平台。系统由总线接口单元、闭环控制单元、PWM脉宽调制单元和LMD18200驱动单元组成。实践表明,利用LMD18200驱动逻辑能够使步进电机高效稳定地运行,有效降低了电机运行中的噪声和起动、停止时的振动,使用效果好于大部分常规步进电机驱动方法。     

CCD焦面时序关系和仿真验证流程研究

实时传输型遥感相机在航天中得到越来越广泛的应用。CCD驱动信号直接影响到遥感相机的最终成像质量,遥感CCD相机时序脉冲发生系统的焦平面程序是产生CCD驱动信号的关键程序,因此,通过仿真验证确保其成像质量和技术指标具有重要的意义。对相机成像电路中焦面电路的FPGA软件验证进行了研究总结,同时给出了规范、高效的工序流程。研究结果表明,本文提出的工序流程可以有效避免工程中出现的CCD驱动信号电平不稳、幅值不够、质量不达标等问题,而且,只要焦面时序系统在仿真中满足所列出的各项时序要求,就可以覆盖到CCD时序的各项功能。     

一种基于FPGA的CCD图像传感器驱动系统设计

针对CCD图像传感器ICX274驱动信号产生中已有驱动电路设计的某些不足,提出一种基于时序生成芯片CXD3609R的新方案,并设计了基于FPGA嵌入式平台的CXD3609R电路,以此实现对ICX274驱动信号的产生。实验结果表明,CXD3609R能够产生满足ICX274所需的时序驱动,验证了本设计系统的可行性,这为基于ICX274的成像系统的设计提供了一种新思路,并为后续的成像系统研究设计奠定了基础。