線陣ccd測(cè)徑系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)(doc)-經(jīng)營(yíng)管理-資料下載頁(yè)
【導(dǎo)讀】從CCD傳感器的電荷產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移原。的亮度變化再現(xiàn)于計(jì)算機(jī)上。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了CCD的光電轉(zhuǎn)換、串行數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)采集與顯示，能夠用于工業(yè)生產(chǎn)中的長(zhǎng)度測(cè)量。目前，CCD技術(shù)已發(fā)展成一項(xiàng)具有廣泛。應(yīng)用前景的新技術(shù)，成為現(xiàn)代光電子與測(cè)試技術(shù)中最受關(guān)注的研究熱點(diǎn)之一。強(qiáng)分布測(cè)量等方面都有很好的應(yīng)用。在生產(chǎn)實(shí)際中，許多場(chǎng)合需要對(duì)一維尺寸進(jìn)行測(cè)量，例如對(duì)帶、管、條等的測(cè)。因此，必須有一套高精度的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)系統(tǒng)，一方面可使生產(chǎn)人員及時(shí)了。正柵壓進(jìn)一步增加，在界面上的電子層形成反型層。線陣CCD電荷包只單方向傳遞，每一個(gè)掃描周期，所有像素都沿著電極相繼傳遞，采用CCD為EG&GRETICON公司的RL512EC/17線陣傳感器芯片；由外部PC機(jī)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)CCD積分、時(shí)間、大小和數(shù)據(jù)采集工作過(guò)程的控制；分是CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序發(fā)生器。CCD輸出的視頻模擬信號(hào)比較微弱，必需經(jīng)過(guò)放大后才能進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
【正文】 轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘 信號(hào)和使能信號(hào)由 CPLD 第 5 頁(yè) 共 5 頁(yè) 此資料來(lái)自 產(chǎn)生。采樣后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于 CPLD 中。 I/O 電路 考慮到本文使用的線陣 CCD 數(shù)據(jù)量較小、速率較低，采用串口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信能夠滿足 CCD 與計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)通信需要。 NS16C552 和 MAX202 芯片組成的串口電路與 CPLD 連接，將 CPLD 送出的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行輸出，像素住處便可傳送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、顯示。 3 測(cè)試結(jié)果 在對(duì)該系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和測(cè)試成功后，將采集到的數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)恢復(fù)出 CCD 傳感器表面不同位置的亮度。光源分別在 CCD 遮蓋半邊、遮蓋中間以及從 CCD 的 一側(cè)斜射的情況下照射，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行亮度仿真，具體的仿真結(jié)果如圖 3 所示。 仿真結(jié)論： （ 1）仿真結(jié)果顯示的明暗變化能夠準(zhǔn)確反映 CCD 表面的光照情況。 （ 2）在（ a）、 (b)兩圖中，部分與光照部分之間存在亮度過(guò)渡區(qū)。這是由于 CCD 本身的感光單元有一定間距，加上照明光源在視場(chǎng)內(nèi)光強(qiáng)分布的不均勻性， CCD 本身的光敏不均勻性（ PRUN）、轉(zhuǎn)移損失，以及光源在通過(guò)待測(cè)目標(biāo)邊緣時(shí)的衍射現(xiàn)象等原因，使得 CCD 輸出包絡(luò)的邊緣必然帶有明顯的梯度?；蛘哒f(shuō)，目標(biāo)尺寸的兩上邊緣在 CCD 上成像的具體位置不可能十分確定，導(dǎo)致 CCD 輸 出信號(hào)波形在輪廓邊緣處有一漸緩的過(guò)渡區(qū)，而且這一過(guò)渡區(qū)隨著輪郭的視場(chǎng)中位置的變化而變化。 （ 3）證明了熱噪聲對(duì) CCD 性能的影響十分明顯。在系統(tǒng)剛通電和長(zhǎng)時(shí)間通電后分別采集數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間通電之后的仿真圖像明顯疊加了大量黑點(diǎn)，圖像較模糊。這是由于 CCD 的絕大多數(shù)噪聲來(lái)源于熱噪聲，隨著通電時(shí)間加長(zhǎng)，溫度升高，噪聲急劇增加。 本系統(tǒng)沒(méi)有涉及到光學(xué)設(shè)備，另外 CCD 的噪聲問(wèn)題本文也沒(méi)有詳細(xì)討論，如熱噪聲和復(fù)位噪聲等對(duì)系統(tǒng)的性能有很大影響，這些問(wèn)題的解決是筆者下一步要進(jìn)行的工作。
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