1 引言

　　電荷耦合器CCD具有尺寸小、精度高、功耗低、壽命長、測量精度高等優點，在圖像傳感和非接觸測量領域得到了廣泛應用。由于CCD芯片的轉換效率、信噪比等光電特性只有在合適的時序驅動下才能達到器件工藝設計所要求的最佳值，以及穩定的輸出信號，因此驅動時序的設計是應用的關鍵問題之一。通用CCD驅動設計有4種實現方式：EPROM驅動法；IC驅動法；單片機驅動法以及可編程邏輯器件（PLD）驅動法。

　　基于FPGA設計的驅動電路是可再編程的，與傳統的方法相比，其優點是集成度高、速度快、可靠性好。若要改變驅動電路的時序，增減某些功能，僅需要對器件重新編程即可，在不改變任何硬件的情況下，即可實現驅動電路的更新換代。

　　2 CD 1501D CCD工作參數及時序分析

　　2．1 TCDl50lD CCD工作參數

　　所選器件是日本TOSHIBA公司的TCDl50lD CCD作為光電傳感器，該芯片是高靈敏度、低噪聲和寬動態范圍的線陣CCD器件。主要參數如下：

　　光敏像元數：5000個 像元尺寸：7μm×7μm×7μm

　　光譜響應范圍：300～l 000 nm靈敏度：10．4～15．6V/Lx．s

　　動態范同典型值：3 000 nm飽和曝光度典型值：0.23Lx．s

　　驅動時鐘頻率最大值：12 MHz

　　該器件正常工作的驅動脈沖主要有：復位時鐘RS、移位脈沖φ1、φ2和轉移脈沖SH。該器件具有5 000個有效像元，正常工作還需要76個虛設單元輸出（dummy outputs）信號。由于該器件是兩列并行傳輸，所以在一個周期內至少需要2538個φ1（或φ2）時鐘脈沖才能完成一幀圖像轉移。

　　2．2 驅動時序分析

　　各驅動時序之間正確的先后關系是保證CCD正常工作的前提。具體時序關系如圖1所示。