线阵CCD驱动方案2(OS整形→差分)
0赞这一部分主要讲整形,差分部分已经在上一章节中给出http://blog.chinaaet.com/detail/33385.html
目前选用的片子LM1081性能不佳,只能达到1MHz的速度,再高信号就不听话了!!
还有如果不加电容,即不滤波的话,那个波形,据说是振铃,可以通过阻抗匹配来消除,可是我不会,求助!!!
剩下就没问题了,通过整形,然后给差分转换给DAC或者单端DAC,都是可以的!!!
1.1. CCD信号整形方案2
1.1.1. CCD信号增强
理想的运放工作在放大状态时,正相输入和反相输入端是等电位的,这是由运放的特性所决定的。因此为了改善方案1中的不足,弥补CCD信号弱的缺陷,拟采用运放跟随电路来增强CCD信号。
如图 3-7所示,使用了凌特的运放LM1801,实现了运放的跟随电路,增强了CCD的信号,便于后续电路的控制。
电路信号测试如图 3-8所示,波形1为CCD信号输入,波形2为经过运放跟随增强后的信号,从波形上观察,除了尖峰的滤波,基本保持了信号的一致性,保证了CCD信号的一致性。
1.1.2. CCD信号整形电路
(1)CCD信号翻转+正偏
如图 3-9所示,实现了CCD信号的翻转+正偏功能!这两个共同能可以通过拆分来理解,通过等效电路分析,可以认为运放的正负输入端是短接的,因此可以首先假定VB1=0V即则电路可以理解为如下:
图 3-10 运放翻转等效电路1
此时由于RG = RF,因此Vout = -VOS,相当于CCD信号翻转!
图 3-11 运放翻转等效电路2
而当VB加的电压不为0的时候,电路将在VB=0的基础上正偏,即实现加法器的功能,通过调节基准电压则算法如公式1所示:
最后相对于运放跟随后的电路,在实现CCD信号翻转,正偏电路后的波形图如图 3-12所示:
(2)CCD信号滤波电路实现
从上图可以看出,在经过运放翻转,正偏电路后的电路,在信号中介入高频分量,为了信号的完整性,需要进行一定程度的滤波,以实现整形后的平滑。由于CCD信号为交流信号,根据电容的通交流,阻直流功能,以及电容的阻抗作用,在运放中可以采用一定容值的电容,实现了信号的平滑。在电路实际调试测试中,多次试验,最终测试以5pf电容为1MHz下最佳滤波状态,电路图如图 3-13所示:
最终整形CCD型号平滑后的波形图如图 3-14所示:
1.2. CCD信号测试记录
CCD在经过CPLD的驱动,以及运放跟随,翻转,正偏,滤波电路后,最终实现了倒置的CCD信号的一系列整形运算,相对于源端信号输入,以及终端电路的输出,实现了如图 3-15的变形:
最后CCD信号在无光照的时候趋于0V,而在光照饱和的情况下趋于2V,刚好吻合了后端ADC的门限电压要求。
进行CCD帧信号探测,对比原始信号与整形后的信号波形,并且局部遮挡以实现一帧信号的渐变,波形对比图如图 3-16所示:
最后给出了整个电路转换中的CCD信号整形,如下所示: