线阵CCD参量测试系统

【摘要】：CCD(Charge Coupled Device)，是一种光电转换式图像传感器。由于它性能优良，近年来得到广泛的应用。CCD分为线阵CCD和面阵CCD。线阵CCD主要用于光谱分析和微小参量的测量，面阵CCD主要用于图像处理。CCD器件有多种光电参量，它们可用来衡量CCD性能的优劣，进而决定其应用范围。 线阵CCD参量测试系统用来测量线阵CCD的各种光电参量，对线阵CCD的性能作出评估。由于所测参量和应用领域的不同，线阵CCD参量测试系统的结构和实现方法有很大差异。本文以CCD的工作原理为基础，设计了一种简单的实验教学用线阵CCD参量测试系统，并根据CCD各个光电参量的定义，设计了相应的测试方法。硬件上该系统包括LED光源及其辅助设备、CCD及其驱动电路、数据处理电路、USB接口电路等几个部分。硬件设计任务包括：LED光源的设计；各部分芯片的选择；CCD驱动、放大、滤波、A／D转换、数据存储、USB接口等各部分电路的设计；原理图绘制和PCB布线。系统软件包括CCD的驱动程序、USB接口程序、PC界面和数据处理程序三个部分。软件设计任务有：在Xilinx ISE 7.1开发环境下，应用Verilog语言开发CCD驱动程序，并在ModelSim 5.5环境中进行仿真；在Medwin环境下用Keil C语言开发USB固件程序，使用第三方的开发工具DriverStudio开发USB驱动程序；在Visual C++6.0环境下，使用VC++开发PC界面和数据处理程序。 该系统可以测量线阵CCD的响应度、非线性特性、光谱响应特性、暗信号电压、饱和电压、饱和曝光量、动态范围七种光电参量，并有多个可调的参数，用于观察CCD光电参量的变化。系统结构简单、使用方便、造价低廉、便于维护，适合于实验教学应用。

【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP274.4