本发明专利技术涉及一种TDI?CCD模拟信号发生器，用于产生TDI?CCD输出信号的模拟信号，解决TDI?CCD不宜在调试开发TDI?CCD信号处理电路中反复试验的弊端。具体包括时序发生电路，信号合成电路，滤波电路以及供电电源电路。时序发生电路产生逻辑信号脉冲，经信号合成电路后初步得到TDI?CCD输出信号的模拟信号，然后经滤波电路后最终得到TDI?CCD输出信号的模拟信号。本发明专利技术提供的TDI?CCD模拟信号发生器，可通过调节模拟信号的周期来模拟出不同积分时间下的TDI?CCD输出信号的模拟信号，从而代替TDI?CCD输出信号用于TDI?CCD信号处理电路的开发。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了一种信号发生器，特别是一种TDI CXD模拟信号发生器。
技术介绍
TDI C⑶是一种时间延迟积分型(XD，通过多次曝光累积电荷的方法来提高灵敏度。与一般CXD相比，TDI C⑶不仅成像灵敏度高而且在低照度下有较高的信噪比，被广泛应用于航空航天、医疗器械和摄像器材等领域。由于TDI CXD器件工艺复杂、价格昂贵，直接用于调试开发CCD信号处理电路时会有一定的风险，而且其驱动信号要求复杂，多电源供电，有可能在实验中因所开发电路不够完善或操作失误而造成不必要的损失。为了避免直接调试开发CCD信号处理电路带来的风险，需要对TDI CCD器件的输出信号进行模拟。目前的方法有直接用硬件电路模拟出CCD器件的功能，并得到相应输出信号，但其存在的硬件电路调试复杂、开发周期长、输出信号周期不可调等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种TDI CXD模拟信号发生器，用于产生代替TDI CXD输出信号的模拟信号。具体技术方案如下包括时序发生电路，信号合成电路，滤波电路以及供电电源电路，所述的时序发生电路包括晶振、CPLD器件、拨码开关和反相器；所述的CPLD器件共产生五路信号转移门控信号TG、复位信号RG、电荷累加信号SG、复位电平采样信号SHP和信号电平采样信号SHD ； 连接关系为由晶振产生的脉冲信号作为CPLD的输入时钟，由拨码开关得到的高低电平信号作为控制调节CPLD输出信号周期的输入信号；CPLD产生的复位信号RG以及电荷累加信号SG经反相器后送入信号合成电路，经信号合成电路后初步得到TDI CCD的模拟信号，然后经滤波电路后最终输出TDI CCD模拟信号；时序发生电路、信号合成电路和滤波电路所需电压都由供电电源电路提供。时序发生电路产生的五路信号转移门控信号TG、复位信号RG、电荷累加信号SG、 复位电平采样信号SHP和信号电平采样信号SHD的作用分别为转移门控信号TG用于信号 RG和SG中有效像元的定位TG低电平时，RG和SG才有像元信号，在TG高电平时，RG为高电平，SG为低电平。由于TDI C⑶输出信号的一个有效像元周期中包括复位干扰电平、复位电平和信号电平。故复位信号RG的一个有效像元周期中高电平持续时间与TDI CCD的一个有效像元周期中的复位干扰电平持续时间相同；电荷累加信号SG的一个有效像元周期中高电平持续时间与TDI CCD —个有效像元周期中的复位干扰电平和复位电平持续时间的累加和相同。将RG和SG信号叠加后即可得到TDI CCD的模拟信号。复位电平采样信号 SHP和信号电平采样信号SHD的上升沿分别对应于TDI CXD —个有效像元周期的复位电平和信号电平，其可用作相关双采样电路中的控制时序。晶振为20MHz的有源晶振。CPLD 器件采用 Altera 公司的 EPM7U8。时序发生电路中的反相器采用74HCM0。拨码开关是二进制输入十进制输出类型的10位拨码开关。通过调节拨码开关，可模拟出不同积分时间下的TDI CCD输出信号的模拟信号。信号合成电路包括两个三极管器件和一个反相器；其连接关系为CPLD产生的复位信号RG以及电荷累加信号SG分别经过反相器后输入两个三极管器件的基级，复位信号 RG以及电荷累加信号SG经放大后分别在两个三极管的集电极输出，经同一个上拉电阻后得到合成信号，并经反相器后输出合成信号。信号合成电路包括的三极管器件采用9018，所述的反相器采用74H⑶40。滤波电路包括运算放大器；其连接关系为信号合成电路的输出合成信号输入运算放大器的同相输入端，运算放大器的输出端经反馈电路后输入运算放大器的反相输入端。滤波电路包括的运算放大器采用AD744。供电电源电路由AC/DC电源模块和线性稳压管组成；交流电经过AC/DC电源模块转换为直流电，然后分别经过线性稳压管为晶振、CPLD、拨码开关、反相器、信号合成电路以及滤波电路供电。有益效果本专利技术提供的TDI CXD模拟信号发生器，可更全面的模拟TDI C⑶输出信号，用作 CCD成像系统开发中信号处理电路的输入信号，进行电路的调试，从而可缩短CCD成像系统的开发周期。而且，本专利技术提供的TDI CCD模拟信号发生器操作简单，使用方便，只需外接220V、50Hz交流电，即可得到TDI CXD的模拟信号。同时可以通过调节拨码开关来模拟出不同积分时间下的TDI CCD输出信号的模拟信号，与现有的模拟CCD器件功能的装置相比，具有结构简单、调试时间短、周期可调、应用更广泛等优点。四附图说明图1为TDI CXD模拟信号发生器系统框图图2为TDI CXD模拟信号发生器电路原理图图2中data9示意了 10位拨码开关中的一位控制信号图3为供电电源电路连接示意图图4A是信号合成原理整体示意图图4B为信号合成原理细节示意图图5为TG信号的产生流程图五具体实施方式本专利技术提供了一种TDI C⑶模拟信号发生器，结合图1、图2、图3、图4A、图4B和图5做进一步的说明本专利技术提供的TDI CCD模拟信号发生器包括时序发生电路，信号合成电路，滤波电路以及供电电源电路。其中，时序发生电路包括晶振、CPLD器件、拨码开关和反相器。本实施例中，晶振为20MHz的有源晶振，CPLD器件选用的是Altera公司的EPM7U8，拨码开关选用的是二进制输入十进制输出类型的10位拨码开关，反相器选用的是74HC540 ；信号合成电路中，包括两个三极管9018器件和一个74HC540反相器；滤波电路中，包括运算放大器AD744。晶振所需供电电压为+5V，晶振上电后即可输出20MHz的时钟信号；EPM7U8器件的 25管脚作为时钟信号的输入端，15至观管脚中除19、23、25、26管脚外，均作为10位拨码开关控制信号的输入端，如图2所示，EPM7U8器件的观管脚做为10位拨码开关中一位控制信号(data9)的输入端，上电后，EPM7U8即可按照预下载的程序从M至58管脚分别输出逻辑信号RG、SG、TG、SHP和SHD。为了提高EPM7U8器件的带负载能力，将逻辑信号RG 和SG分别输入给反相器74HC540的2和3管脚，然后经74HC540的18和17管脚输出反相后的信号RGO和SG0，并将其分别作为信号合成电路中两个三极管器件9018的基级(b)输入信号，信号经放大后分别在三极管的集电极(c)输出，在集电极(c)输出的两路信号经同一个上拉电阻接+5V电压并得到TDI CXD的初步合成信号，然后将其输入给74HC540反相器的4管脚，最后经反相器的16管脚输出合成信号0S0，如图2所示。信号合成电路的输出信号OSO送入运算放大器AD744的同相输入端(+IN)，AD744输出端(OUTPUT)经反馈电路后接反相输入端(-IN)，反馈分压比值为3.2，AD744所需供电电压为士5V，上电后即可输出 TDIC⑶输出信号的模拟信号，即图2中所注OS。本实施例中，供电电源电路包括AC/DC电源模块和线性稳压管。供电电源电路可输出晶振、CPLD、拨码开关、反相器和信号合成电路所需的+5V电压，信号滤波输出电路所需的士5V电压。连接关系如图3所示，AC/DC电源模块输入端接220V、50Hz交流电，在输出端得到直流电压士 12V，+12V直流电压作为线性稳压管780本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘有军，于苒，陆建荣，刘荣黎，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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