CCD信号处理

完善的 C C D 信号处理器 A D 9824 及其应用 1 引言 CCD是20世纪70年代迅速发展起来的一种新型半导体探测器件。它具有以下突出优点：低噪声输出、动态范围大、量子效率高、电荷转移效率高、光谱响应范围宽、几何稳定性好。 随着C制造和工艺的不断发展，CCD又具备了分辨率高、工作频率高等特点，因此CCD得到广泛的应用[1]。CCD的应用离不开高性能的CCD信号处理芯片，本文将介绍一种完善的面向面阵CCD的信号处理器AD9824[2]，包括它的内部结构、工作模式、配置方式，以及用内嵌的NiosⅡ软核的FPGA进行管理和应用的方法 2 AD9824的介绍 2.1 主要特点 AD9824是美国ADI（Analog Devices Inc）公司的一款面向CCD的完善的低功耗单通道模拟信号处理器。它内含最高30MSPS的相关双采样（CDS）电路、像素增益放大器（PxGA）、可编程增益放大器（VGA）、14位精度的最高采样率为30MSPS的A/D转换器。AD9824可以工作在三种模式下，对面阵CCD信号、模拟视频信号和普通的交流信号进行A/D转。AD9824以其高精度、高速度的模数转换能力，以及它所具有的完善的性能结构，广泛的应用在工业控制、医疗仪器、科学研究等领域的高精度图像采集系统等。 AD9824 的主要特征：  14bit、30MHz的 A/D转换器  30MHz相关双采样（CDS）  4dB±6dB，6bit像素增益放大器（PxGA）  2dB-36dB，10bit可编程增益放大器（VGA）  低噪声箝位电路  模拟视频信号预息影功能  带可增益放大器和输入嵌位的辅助功能  3线串行接口配置  3V但电源供电，功耗仅为153mW 48脚 LFCSP封装，大大节省电路板空间 2.2 结构与性能 2．2．1 内部结构 图1 AD9842引脚排列 作为一款完善的CCD 信号处理器，AD9824 内部几乎集成了面向面阵CCD 信号采集所需要的所有模块，不仅如此，AD9842 还可以对模拟视频以及一般的交流信号直接进行采集，这也是一般CCD 信号处理芯片不具备的。图2 所示为AD9842 的内部结构。从图中，我们可以看到AD9824 有三条输入通道：CCDIN、AUX1、AUX2，分别为CCD 原始信号、不需要CDS 的交流信号和复合视频信号的接口引脚。无论哪条通路进来的信号最后都要通过MUX 进入主要的A/D 转换通道。通过内部寄存器的配置，AD9824 工作在其中一种采集通道下，将会有不同的模块发生作用以完善信号的采集过程。 图2 AD9824 内部结构 2．2．2 C C D 模式 CCD 模式主要针对各种黑白、彩色 CCD 原始信号。...