基于FPGA的科学级CCD读出控制模块的设计

发布时间：2017-11-30 18:35

  本文关键词：基于FPGA的科学级CCD读出控制模块的设计

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【摘要】：随着CCD图像传感器相关技术的的飞速发展,人们对CCD的性能指标和应用要求也在不断的提高。CCD按照性能指标进行分类,一般可分为商业级CCD和科学级CCD。科学级CCD是一系列的高性能CCD图像传感器,它具有读出电子噪声低,真实分辨率高,动态范围广等优点,主要应用在CCD性能要求相对较高的科研项目。目前,我国的CCD图像传感器技术还比较落后,应用于尖端科研所需要的科学级CCD相机系统基本上被美国、日本及欧洲等国家垄断,必须通过从这些国家不断的进口科学级CCD相机系统才能满足众多科研项目的需求。因此,我国越来越重视对科学级CCD相机系统的研究。本文对CCD的理论体系进行了深入研究,并根据科学级CCD相机系统的整体设计要求,分析并设计了该系统的读出控制模块。读出控制模块的核心单元是CCD芯片KAF-0261和ADC芯片AD-9826,因此本文主要设计了两款芯片读出时序的FPGA逻辑。设计完成后,在Modelsim软件平台上对读出控制模块进行仿真测试,得到的仿真波形与读出时序的理论波形基本一致,然后通过对读出控制模块的实际测试,获得了实测波形。将读出控制模块植入科学级CCD相机系统后,相机系统可以正常工作,并拍摄到清晰图像。读出电子噪声是科学级CCD相机系统的重要性能指标,本文采用图像数据处理的方法得到科学级CCD相机系统的读出电子噪声的数值。最终,本课题的研究完成了基于FPGA的读出控制模块的设计要求,实现了一款低成本的科学级CCD相机系统的正常工作。通过仿真分析和实际测试的实验结果,读出控制模块的设计基本达到预期目标。
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;TP212

【参考文献】

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本文编号：1240143