一种二相线阵电荷耦合器件的数据采集器设计

高 翔，林金朝，庞 宇，宋得龙

(重庆邮电大学光电工程学院，重庆400065)

0 引言

二相线阵电荷耦合元件(CCD)即电荷耦合器件，是20世纪70年代初发展起来的一种新型半导体集成光电器件。它具有体积小、噪声低、灵敏度高、可靠性好等特点，被广泛应用于图像传感和非接触测量等领域[1］。在高速应用时代，传统的单路CCD已很难满足高数据率的要求，带有双路输出的二相线阵CCD便应运而生，其数据率可达单路输出的两倍。然而，由于输出信号变成了两路，导致在对输出信号进行处理上变得更为复杂。传统处理方式是将两路信号分别进行处理，然后再将得到的数据合并在一起。由于本身处理一路信号就包含了滤波、采样、放大等多个步骤，要处理两路信号更是大大增加了处理电路的复杂度[2-4］。另外，由于数据量的巨大，要想正确地将两路数据合并在一起也往往并不那么简单。本文设计的数据采集系统使用双路输出CCD，并通过专门的数据处理器对其双路信号进行处理，达到了电路简单，性能可靠，实现方便的效果。

1 设计方案

采用TOSHIBA公司的TCD1703C型二相线阵CCD做模拟数据采集，并用Analog Devices公司的AD9826型信号处理器进行数据处理，实现对待测物的数据采集。TCD1703C具有7 500有效像元，其像元尺寸为7 μm×7 μm×7 μm，像元区总长52.5 mm，响应度为15 V/(lx·s)，驱动频率最大可达到20 MHz。AD9826是一款专门面向CCD的低功耗多通道信号处理器，其双通道模式尤其适合处理奇偶双路输出的CCD信号。它内含最高30 MSPS的相关双采样器(CDS)、补偿DAC、1～6倍可编程增益放大器(PGA)、16位精度ADC，可以极大地简化信号处理电路的设计。……