线性CCD实验系统的研究

CCD（Charge Coupled DeviCe）越来越广泛被应用于工业、军事、民用等行业,采用CCD数据采集卡,和微机相结合,对被测图像信号进行快速采样、存储及数据处理。本实验系统研究主要从5个实验的研究,其中讲述了线阵CCD的特性测量的基本原理、线阵CCD的输出信号的二值化测量的原理及方法、线阵CCD的A/D数据采集、及成像系统的研究、线阵CCD对物体的尺寸的基本测量、对角度的测量等基础知识。最后通过总结性的研究线阵CCD的A/D数据采集程序的方法。     

基于TMS320VC5509与AD7322的数据采集系统的设计

为了提高数据采集系统的采样速度、转换精度、降低系统功耗,设计了一种采用TI公司的C5000系列定点DSP芯片TMS320VC5509和ADI Device公司的2通道的、软件可选的、双极性输入的、最高转换速率是1MSpS、12位的带符号的逐次逼近型串行AD7322的数据采集系统,并阐述了该系统的主要硬件电路的搭建原理、连接方法以及采集过程。该系统的前端数据采集单元采用2160像元的TCD1206SUP线阵CCD作为图像传感器,CCD输出的视频信号经过一个二阶有源低通滤波电路进行滤波后,被高速串行A/D转换器AD7322采集并转换成数字信号,然后将数字信号送进DSP。通过测试表明,该系统设计方案合理,达到了设计目的和要求。     

高速面阵CCD图像采集系统的设计

高速高分辨率CCD器件的实用化是近年图像采集领域的一个研究热点.选用科学级柯达新型高分辨率可见光面阵CCD KAI-0304设计了一种高速图像采集系统.该系统采用KSC-100作为时序发生器驱动面阵CCD和信号处理器AD9840A,实现对CCD面阵输出模拟信号的高速A/D转换,并将信号快速转存至片外SDRAM存储器,经USB采集系统将数据发送到计算机.系统采用相关双采样(CDS)技术滤除信号中的相关噪声,提高了系统的信噪比,采集速度达40 Mbit/s,具有集成度高、低噪声、数据传输速度快等特点.经测试,系统工作稳定,为高端科学级CCD面阵的实用化提供了一种设计方案.     

基于Ethernet的线阵CCD数据采集系统

设计了一种基于Ethernet的线阵CCD数据采集系统,通过FPGA对线阵CCD输出的数据进行采集,并通过在FPGA生成的nios2软核中移植μClinux构建具有网络功能的嵌入式系统,然后通过Ethernet将线阵CCD数据传输到上位机.详细介绍了整个数据采集系统的硬件系统和软件,系统的设计和上位机接收软件的设计.实现了基于Ethernet线阵CCD图像采集,传输以及图像的接收.     

线阵CCD图象输入系统

本文讨论用扫描的方式构成线阵CCD图象输入系统。线阵CCD在步进电机的控制下作水平扫描运动,线阵CCD的输出信号经A/D变换后输送到帧存储器,整个系     

基于线阵CCD的周视图像实时采集系统设计

为了获取具有较大视场的图像数据,设计了一种基于线阵CCD的高分辨率周视图像实时采集系统。完成了系统各硬件电路的模块设计,并采用VHDL语言编程设计了TCD1209线阵CCD驱动时序及A/D转换等控制时序。提出了基于VC多线程技术的线阵CCD图像动态实时采集的新方法,并详细介绍了在Visual C++6.0环境下,实时图像采集应用程序的实现过程。软硬件仿真与调试达到了预期的要求,完成了周视图像的实时采集,实验结果表明该方案具有一定的可行性。     

线阵CCD数据采集与存储

在各种高精度线阵CCD的应用中，对像元输出信号进行快速采样、存储是很重要的一部分内容。以高精度线阵CCD TCD1501D为例介绍了一种基于SOPC技术的线阵CCD数据采集与存储系统的实现方法。在Altera公司的Cyclone EP1C6Q240C8上实现了CCD的驱动电路和A／D采样控制电路，使用两个小容量的FIFO和DMA方法完成了A／D转换结果的快速存储。设计简单灵活、集成度高、占用CPU时间少。     

基于CPLD的线阵CCD信号采集系统设计

文中基于复杂可编程逻辑器件设计一款高分辨率的线阵CCD信号采集系统。利用Verilog硬件描述语言进行了CPLD控制模块以及逻辑单元的程序设计,由图像专用A/D芯片中的相关双采样等特殊功能,实现了对CCD输出信号的噪声处理和模数转换,通过USB2.0接口实现了计算机终端采集和控制指令的实时传输。采用CPLD的设计方法具有驱动时序精确、采样速率快、抗干扰性强和输出信号稳定等特点。仿真结果证明,系统总体性能较好,上位机能正确显示采集到的CCD数据,噪声在允许的范围内,在不同的工作环境下,系统性能稳定。     

一种舰船尾流探测系统设计

探测舰船尾流是间接探测舰船及水下航行器的一种新方法,有着广阔的应用前景.设计实现一种利用激光照射尾流气泡,通过测量气泡后向散射光空间频谱强度来探测尾流气泡的舰船尾流实时探测系统.系统设计方案采用线阵CCD光信号采集,A/D模数转换,DSP数据处理,USB接口输出四级流水线方式工作.该探测系统稳定性好,探测精度高,结果准确,有一定的先进性.     

基于SOPC的CCD光谱数据采集系统设计

在数据采集系统中,往往采用单片机或者DSP进行控制,而在高精度线阵CCD的应用中,对像元输出信号进行快速采样、存储是很重要的一部分内容。针对这些问题,提出了基于SOPC的光谱数据采集系统的设计方案。该系统建立在Altera公司CycloneⅢ系列FPGA(EP3C10E144C8N)上,实现了CCD驱动电路和A/D采样控制电路,并选用USB接口芯片CY7C68013来共同完成数据的高速传输。实验结果表明,该系统集成度高、性价比高且能在短时间内实现,使用的新技术给光谱仪器设计领域带来新的亮点。     

线阵CCD高速数据采集与实时处理系统

介绍了一种新型的线阵CCD高速数据采集与实时处理系统,其由高速ADC、高速缓存FIFO、比较器模块和数字信号处理器(DSP)构成,数据的存储和读取都由特殊设计的比较器模块启动,比较器的阈值自适应可调,使得FIFO只存储CCD输出的有效像元信号,从而减轻了DSP数据处理的负担,可实现实时处理。详细描述了系统工作原理、硬件电路及其控制逻辑和数据处理算法。本系统用于高速位移测量,实验表明,数据采集速率可达20MHz,最快响应时间为0.1ms,实时处理的效果较好。     

应用于海洋观测的TDI-CCD驱动电路的设计

面阵CCD及线阵CCD不能胜任海洋目标观测的要求,选用具有高信噪比高灵敏度的时间延迟积分CCD(Time delay integration CCD, TDI-CCD)作为 探测器并实现其驱动电路。在图像采集过程中,TDI-CCD探测器使用两个读取端口输出。 该探测器驱动电路产 生TDI-CCD和A/D的驱动时序。CCD的模拟输出信号被A/D采样,转换成可被计算机识别 的数字信号。采用FPGA作为主控芯片,产生驱动时序,接收被A/D转换过的数字信号, 并发送图像至计算机。利用相关双采样(Correlated double sampling, CDS)技术滤除TDI-CCD模 拟输出信号的相关噪声,提高信号的信噪比。现场可编程门阵列(Field programmable gate array, FPGA)代码在ISE14.7下进行仿真,实验表明,研制的TDI-CCD驱动电路能够产生CCD要求的驱动时序。     

A charge-domain D/A conversion system

In this article, a new multiplication type D/A conversion system using CCD is proposed and the result of simulations for evaluating its performance is reported. The system consists of a recursive charge divider which divides input charge-packet Qin sequentially into output charge-packets Qin · 2^-i and two charge-packet accumulators which accumulates output charge-packets from the recursive divider selectively according to digital input signal bits starting from MSB. The system converts input digital signal bit by bit, fully in charge-domain, thus the power consumption for this system is supposed to be very low. Also in this article, an effective method to achieve higher accuracy for splitting a charge-packet into two equal-sized packets using very simple hard-ware structure is proposed. As the result of simulations, we have found that the upper limit of accuracy for the conversion is determined by transfer efficiency of CCD, and within this range a trade-off relationship exists among conversion-accuracy, circuit-size and conversion-rate. This unique relationship enables to reduce the circuit size of D/A converter significantly maintaining the accuracy of conversion by slowing down the conversion-rate. This D/A converter is appropriate especially for the system integration because of its simple structure, tolerance to the fabrication error and low power consumption inherrent in the nature of CCD. By using of this system, it is expected to be possible to realize a focal plane image processor performing parallel analog operations such as DCT conversion with CCD imager incorporated on the same Si chip by the same MOS process technology.     

数控直流稳压电源设计

设计了“数控步进直流稳压电源”提出了人性化、高标准、低成本的要求,以微控制器为核心,设计一数字式直流电压控制系统,系统由单片机、A/D转换器、D/A转换器组成。该系统提高了CPU的利用率,方便了功能的扩展。     

用于检测红外焦平面阵列探测器信号的高速数据采集系统

利用12位A／D转换器AD9220,设计了一种由单片机控制的可用于红外焦平面阵列探测器信号检测的数据采集系统。该系统电路结构简单,而且其数据采集与存储完全靠硬件实现,其数据采样频率只取决于所选用的A／D转换器,而不受单片机速度的影响,因而可实现高速采集。在具体的应用中取得了较为满意的结果。     

面阵CCD电视摄像机直接像元采集的新方法

针对ＣＣＤ电视摄像机在精密数字图像测量等研究领域中应用的要求，为进一步提高数据采集系统的精度，研制了一种对面阵ＣＣＤ电视摄像机的各像元信号进行直接采集的系统。着重在信号相关双采样电路（ＣＤＳ）、高速Ａ／Ｄ转换电路、图像数据存储与ＩＢＭ－ＰＣ微机之间的数据传输进行实验。     

航空相机焦面位置定位量测

提出了一种定位航空相机焦面位置的系统,论述了系统的工作原理、硬件组成和软件设计。该系统采用平行光管产生焦面定位信息,利用CCD摄像头作光电转换器件接收图像,采用重心法处理数据,由光电位移传感器控制摄像头轴向的精确平移,根据采集的图像尺寸定位相机的焦面,利用焦面与实际成像面之间的距离判断是否离焦。通过对多部航空相机进行测试,是否离焦的判断与试飞结果完全相同。使用该系统能够判断航空相机是否离焦,进而判断相机能否正常工作。