0 引 言

　　電荷耦合器件（Charge CoupledDevices，CCD）是20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來的新型半導(dǎo)體集成光電器件。作為一種新型的MOS器件，與普通MOS器件相比，具有集成度更高、功耗更低、設(shè)計更簡單、制造工序更少等優(yōu)點。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，在航天器高姿態(tài)和高準(zhǔn)確度測量、空間遙感和對地觀測等領(lǐng)域中，性能優(yōu)越的CCD相機越來越多地得到了應(yīng)用。

　　在此，將CCD應(yīng)用于數(shù)字航測相機中。數(shù)字航測相機是基于數(shù)字相機的基本原理，將圖像以數(shù)字信息的形式存儲、轉(zhuǎn)移，并與地面實現(xiàn)通信。CCD圖像傳感器是相機的眼睛，它對相機的性能起到非常關(guān)鍵的作用，因此，實現(xiàn)電子掃描功能的CCD驅(qū)動電路是數(shù)字航測相機系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。

　　DALSA公司的FTF4052M 22M Full－Frame型CCD是一款全幀型CCD圖像傳感器。這里在分析該器件的工作過程中，以及對驅(qū)動信號的要求后，采用了基于可編程邏輯器件（CPLD）技術(shù)，將CCD驅(qū)動電路集成在一塊芯片上，實現(xiàn)了CCD圖像傳感器的驅(qū)動電路，并且結(jié)合Ahera公司的EPM7160SLC84－10完成了硬件電路的設(shè)計。

1 全幀型CCD驅(qū)動時序發(fā)生器原理

　　1．1 FTF4052M芯片介紹

　　FTF4052M是22兆像素（4 008 pixel×5 334 pix－e1）的超大分辨率全幀CCD圖像傳感器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　其主要特性如下：

　?。?）36 mm×48 mm的光敏面；

　?。?）優(yōu)異的抗光暈性能；

　?。?）22兆有效像素（8H×5 344 V）；

　?。?）可實現(xiàn)垂直子采樣；

　?。?）高的線性動態(tài)范圍（》72 dB）；

　?。?）數(shù)據(jù)傳輸率高達27 MHz；

　　（7）可實現(xiàn)單路，雙路和四路同時輸出。

　　該芯片在結(jié)構(gòu)上分為3部分，中間最大的區(qū)域為光敏區(qū)，即光積分區(qū)域；上下兩部分為兩個輸出寄存器。將光積分生成的電荷水平轉(zhuǎn)移到4個角的輸出放大器，輸出放大器將光生電荷形成的電壓信號放大并轉(zhuǎn)移出CCD。

　　C1，C2，c3為水平像素轉(zhuǎn)移寄存器的時鐘信號。A1，A2，A3，A4為垂直行驅(qū)動時鐘信號。TG是光敏區(qū)與輸出寄存器之間的隔柵；OG是輸出柵；sG是輸出柵之前的最后一個柵；RG是輸出放大器。該芯片的最大特點是將光敏區(qū)生成的圖像分成W，X，Y，Z四個對稱的象限，每個象限的電荷可以以不同的方向轉(zhuǎn)移，通過四個輸出端同時輸出，有效地提高了幀速率，單端輸出的幀速率為1幀／s，而四端同時輸出就可以達到3．6幀／s。