本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的科學(xué)級CCD讀出控制模塊的設(shè)計

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【摘要】：隨著CCD圖像傳感器相關(guān)技術(shù)的的飛速發(fā)展,人們對CCD的性能指標(biāo)和應(yīng)用要求也在不斷的提高。CCD按照性能指標(biāo)進(jìn)行分類,一般可分為商業(yè)級CCD和科學(xué)級CCD�？茖W(xué)級CCD是一系列的高性能CCD圖像傳感器,它具有讀出電子噪聲低,真實(shí)分辨率高,動態(tài)范圍廣等優(yōu)點(diǎn),主要應(yīng)用在CCD性能要求相對較高的科研項(xiàng)目。目前,我國的CCD圖像傳感器技術(shù)還比較落后,應(yīng)用于尖端科研所需要的科學(xué)級CCD相機(jī)系統(tǒng)基本上被美國、日本及歐洲等國家壟斷,必須通過從這些國家不斷的進(jìn)口科學(xué)級CCD相機(jī)系統(tǒng)才能滿足眾多科研項(xiàng)目的需求。因此,我國越來越重視對科學(xué)級CCD相機(jī)系統(tǒng)的研究。本文對CCD的理論體系進(jìn)行了深入研究,并根據(jù)科學(xué)級CCD相機(jī)系統(tǒng)的整體設(shè)計要求,分析并設(shè)計了該系統(tǒng)的讀出控制模塊。讀出控制模塊的核心單元是CCD芯片KAF-0261和ADC芯片AD-9826,因此本文主要設(shè)計了兩款芯片讀出時序的FPGA邏輯。設(shè)計完成后,在Modelsim軟件平臺上對讀出控制模塊進(jìn)行仿真測試,得到的仿真波形與讀出時序的理論波形基本一致,然后通過對讀出控制模塊的實(shí)際測試,獲得了實(shí)測波形。將讀出控制模塊植入科學(xué)級CCD相機(jī)系統(tǒng)后,相機(jī)系統(tǒng)可以正常工作,并拍攝到清晰圖像。讀出電子噪聲是科學(xué)級CCD相機(jī)系統(tǒng)的重要性能指標(biāo),本文采用圖像數(shù)據(jù)處理的方法得到科學(xué)級CCD相機(jī)系統(tǒng)的讀出電子噪聲的數(shù)值。最終,本課題的研究完成了基于FPGA的讀出控制模塊的設(shè)計要求,實(shí)現(xiàn)了一款低成本的科學(xué)級CCD相機(jī)系統(tǒng)的正常工作。通過仿真分析和實(shí)際測試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,讀出控制模塊的設(shè)計基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1240143