基于FPGA的科学级CCD相机时序发生器的设计

简述了科学级CCD相机中CCD成像单元的时序发生器的功能:产生TDI-CCD、视频处理器和图像数据输出所需的各种时钟脉冲信号,在CCD成像单元工作中起着时间上同步协调的作用。该科学级CCD相机采用DALSA公司的IL-E2型TDI-CCD作为传感器,在分析IL-E2型TDI-CCD器件驱动时序关系的基础上,设计了科学级CCD相机时序发生器。选用FPGA作为硬件设计平台,使用VHDL语言对时序发生器进行硬件描述,采用EDA软件对所设计的时序发生器进行仿真,针对XILINX公司的可编程器件XC2VP20-FF1152进行适配。结果表明:系统的集成度、抗干扰能力提高了,实现了科学级CCD相机工作时的可靠性、稳定性,以及低功耗,同时也使设计与调试周期缩短至小时量级。     

TDI-CCD相机动态成像的速度同步控制研究

在介绍时间延迟积分电荷耦合器件(TD I-CCD)的结构与工作原理基础上,通过像移调制传递函数(MTF)分析了TD I-CCD行扫速率与运动像不同步时对相机成像质量的影响。理论和实验仿真表明:在奈奎斯特频率范围内,只要将TD I-CCD推扫成像过程中的同步误差控制在一定的范围内,就可以明显地减少像移对成像质量的影响,最后,给出了2种简便和实用的同步控制方法。     

TDI-CCD图像传感器电荷包总转移效率分析

针对TDI－CCD图像传感器中电荷包的转移损失问题，严格而详细地分析了TDI－CCD图像传感器中电荷包转移过程，建立了TDI－CCD图像传感器的电荷包总转移效率的数学模型。     

TDI-CCD相机成像电路设计

本文首先介绍了TDI-CCD的原理与结构,然后围绕IL-E2 TDI-CCD详细介绍了我们设计的TDI-CCD成像电路。时序控制器基于FPGA实现,产生CCD成像系统的控制时序和设置各种成像参数;功率驱动电路将时序发生单元产生的单一逻辑电平转换为TDI-CCD所需的各种电平,并提供给TDI-CCD容性负载瞬态电流的驱动能力;级数选择部分采用模拟开关实现;针对CCD输出的视频信号特点,设计了低噪声放大预处理电路;信号处理采用了集成相关双采样、可编程增益控制、数字化偏置控制、嵌位、A/D转换等功能于一体的CCD视频处理专用集成芯片TDA8783。本设计实现了CCD成像系统的控制和处理,得到了高质量的图像。     

基于FPGA的高精度TDI-CCD信号发生器的设计

由于航天相机所使用的TDI-CCD(Time Delay and Integration Charge Coupled Devices)芯片价格昂贵而且极易损坏,提出了一种利用FPGA(Field Pmgrammable Gate Array)和多通道D/A转换器构成的宽频、高精度TDI-CCD信号发生器的原理方案和实现方法。通过对FPGA器件APA075和D/A转换器件DAC2900的配置,得到频率为11MHz的相关双采样形式的模拟TDI-CCD信号,同时通过改进PCB设计和滤波电路,提高了输出信号的精度,降低了噪声。本设计具有可编程、宽频、高精度和低硬件复杂度等特点,目前已成功应用到新一代高分辨率航天相机数据采集系统的研制中。     

TDI-CCD相机低噪声视频处理技术的研究

建立TDI-CCD相机系统的噪声模型,分析了TDI-CCD视频信号读出复位噪声的产生机理,讨论了相关双采样技术的工作原理。给出了TDI-CCD相机视频处理电路各个组成部分的设计,并进行了分析。在此基础上设计了科学级TDI-CCD相机,实验结果表明,该视频处理电路在本身引入噪声较小的同时,有效地抑制了暗电流、复位噪声、1/f等噪声,数据输出速率在50MHz时,整机信噪比（S/N）在50dB以上。     

光电成像系统的像面覆盖方法分析

为了实现延时积分电荷耦合器件(TDI-CCD)在光电成像系统中的有效应用,在对现有光电成像系统像面覆盖方法分析的基础上,基于TDI-CCD的时间延时积分功能,提出了一种新的像面覆盖方法,并从理论上对新的像面覆盖方法进行了分析.通过与现有方法的对比,分析了新方法的特点,说明了该方法的可用性和实用性.     

在轨完成CCD非均匀性校正的方法

为使空间遥感相机图像具有良好的均匀性,利用XQ2VP40FPGA在轨实时完成TDI-CCD非均匀性校正。首先对CCD非均匀性校正原理进行分析,提出了半饱和灰度值和暗场灰度值的两点校正法;然后,介绍了空间遥感相机的系统结构,利用FPGA实现了校正算法;最后,通过实验对均匀性校正的有效性进行了验证。实验结果证明:FPGA在轨实时完成CCD非均匀性校正的方法是可行的,对于非均匀性5%的TDI-CCD,校正后非均匀性控制在1%以内。     

基于分段辐射校正的星载TDI-CCD成像数据辐射处理方法

文中在分析现有的相对辐射校正方法的局限性基础上,提出了一种基于分段辐射校正的星载TDI-CCD成像数据辐射处理方法.该方法利用实验室定标数据对探元不同感光范围的光电响应模式采用不同的模型进行拟合,从而提高定标系数或者查找表的拟合精度.文中选取资源1号02BHR光学影像进行实验,实验结果表明文中提出的方法与现有的方法相比有较大提高.     

基于FPGA的TDI—CCD时序电路设计

介绍TDI—CCD的特点、工作原理,根据项目所使用的TDI—CCD的使用要求,设计一种基于Ahera公司的现场可编程门阵列（FPGA）EP3C25Q240的TDI—CCD驱动时序电路,驱动时序使用VHDI。语言编写,在Quartus1I平台上进行时序仿真,通过在硬件电路中的测试结果表明,驱动时序满足该款产品的要求。该实验的主要目的是验证这款TDI—CCD的性能,为其应用和进一步的性能改善获得必要的数据,以促进国产CCD的发展及应用。