【摘要】：隨著光電技術(shù)的發(fā)展,由于CCD具有小體積、成本低、重量輕的特點(diǎn),現(xiàn)如今在光電成像和檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用的越來越廣泛。相對(duì)于CMOS圖像傳感器,CCD在靈敏度、噪聲控制、分辨率等多個(gè)方面都有很大的優(yōu)勢(shì)。半導(dǎo)體集成技術(shù)的提高,為國防建設(shè)以及在科學(xué)研究中如何更快更好的獲取光電信息提供了技術(shù)支持。為了空間碎片檢測(cè)和目標(biāo)識(shí)別方向更好的發(fā)展,對(duì)于CCD及其漂移掃描技術(shù)的研究就顯得越來越有必要。如今對(duì)于在天文觀測(cè)方面的要求的增多,傳統(tǒng)模式下CCD累積露光觀測(cè)模式無法完全滿足要求,成像的精確度不夠,并且也無法同時(shí)對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行同時(shí)觀測(cè),而這時(shí)候用到CCD漂移掃描模式就可以很好的解決問題。本論文所做的工作內(nèi)容如下:1.介紹了 CCD及漂移掃描的發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)CCD及漂移掃描的工作原理及相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行了簡述。介紹了 CCD的結(jié)構(gòu)和分類,闡述了 CCD漂移掃描技術(shù)的原理,在CCD的線陣和面陣中間從結(jié)構(gòu)和功能上做出分類,對(duì)CCD漂移掃描模式和凝視模式這種做出了對(duì)比,簡單的對(duì)CCD漂移掃描成像技術(shù)方案進(jìn)行了說明。2.在CCD漂移掃描成像技術(shù)方案下,設(shè)計(jì)了 FPGA的時(shí)序電路板,板子的主要功能是在FPGA為主核心,輸出和控制CCD的時(shí)序信號(hào)。主要是為了能精確控制CCD并行轉(zhuǎn)移脈沖頻率,使CCD電荷轉(zhuǎn)移速度與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像點(diǎn)在CCD感光面上的運(yùn)動(dòng)速度一致。內(nèi)容上從APA600-PQ208型號(hào)的FPGA的選取,板子的電源模塊,周圍電路和輸出信號(hào)部分做了設(shè)計(jì)部分的說明。3.軟件部分,用VHDL語言在軟件Xilinx ISE設(shè)計(jì)CCD47-20的驅(qū)動(dòng)時(shí)序,根據(jù)CCD47-20對(duì)各個(gè)信號(hào)的要求,依據(jù)方案,查看示意圖對(duì)時(shí)序產(chǎn)生的順序和原理做了解釋,對(duì)于各階段時(shí)序進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.在對(duì)FPGA時(shí)序板進(jìn)行調(diào)試和用ISE軟件對(duì)編寫的時(shí)序進(jìn)行仿真之后,連通電路,通過JTAG將寫好的程序燒入到FPGA電路板內(nèi),在示波器上觀察是否顯示波形,輸出的波形是否與要求波形一致。無誤之后,把需要的FPGA時(shí)序板加入整個(gè)系統(tǒng)內(nèi),做實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證CCD漂移掃描成像技術(shù)對(duì)比凝視模式下的優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過對(duì)比CCD漂移掃描模式和凝視模式下目標(biāo)在靜止和運(yùn)動(dòng)中的圖像,發(fā)現(xiàn)圖像在信噪比和能量集中度方向比在凝視模式下更好,誤差更小。
【圖文】：

ＣＣＤ漂移掃描技術(shù)，也稱作ＴＤＩ讀出技術(shù)，主要利用電荷轉(zhuǎn)移的方式，用時(shí)逡逑序方面的電路來轉(zhuǎn)移并且沿著行方向串行讀取數(shù)據(jù)的速度，并行的速度和目標(biāo)漂逡逑移線速度基本相當(dāng)匹配。下圖１－３和１－４所示就是傳統(tǒng)上ＣＣＤ凝視觀測(cè)的模式和逡逑ＣＣＤ漂移掃描下看到的電荷疊加過程中出現(xiàn)的不同。逡逑．＊邋＊邋＊°ｓ邋°邋：邋：邋Ｉ邋：邋：邋ｒ：邋？邋ｓ邋％邋：邋＊逡逑１１邋１１邋１１邋！邋Ｕ邋１邋１１邋１邋Ｍ邋Ｍ邋１逡逑：：：：＾邋ｉ邋ｐ邋ｊ：：：：、：：逡逑ｍｒｉ邋ｉｒｐＴｉＴｉＴｉ邋ｒｎ逡逑二二二．ｓ邋ｒ邋Ｉ邋！邋ｉ邋：：邋Ｉ邋Ｉ邋二■、＝二逡逑１邋Ｉ邋ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｍ邋ｕ邋Ｉ邋１邋Ｍ邋１邋１邋ＩＩ邋！逡逑圖１－３凝視模式下的ＣＣＤ電荷累積逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋ＣＣＤ邋ｃｈａｒｇｅ邋ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ邋ｉｎ邋ｓｔａｒｉｎｇ邋ｍｏｄｅ逡逑３逡逑

ＣＣＤ漂移掃描技術(shù)，也稱作ＴＤＩ讀出技術(shù)，，主要利用電荷轉(zhuǎn)移的方式，用時(shí)逡逑序方面的電路來轉(zhuǎn)移并且沿著行方向串行讀取數(shù)據(jù)的速度，并行的速度和目標(biāo)漂逡逑移線速度基本相當(dāng)匹配。下圖１－３和１－４所示就是傳統(tǒng)上ＣＣＤ凝視觀測(cè)的模式和逡逑ＣＣＤ漂移掃描下看到的電荷疊加過程中出現(xiàn)的不同。逡逑．＊邋＊邋＊°ｓ邋°邋：邋：邋Ｉ邋：邋：邋ｒ：邋？邋ｓ邋％邋：邋＊逡逑１１邋１１邋１１邋！邋Ｕ邋１邋１１邋１邋Ｍ邋Ｍ邋１逡逑：：：：＾邋ｉ邋ｐ邋ｊ：：：：、：：逡逑ｍｒｉ邋ｉｒｐＴｉＴｉＴｉ邋ｒｎ逡逑二二二．ｓ邋ｒ邋Ｉ邋！邋ｉ邋：：邋Ｉ邋Ｉ邋二■、＝二逡逑１邋Ｉ邋ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｍ邋ｕ邋Ｉ邋１邋Ｍ邋１邋１邋ＩＩ邋！逡逑圖１－３凝視模式下的ＣＣＤ電荷累積逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋ＣＣＤ邋ｃｈａｒｇｅ邋ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ邋ｉｎ邋ｓｔａｒｉｎｇ邋ｍｏｄｅ逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;TN791

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2630323