CN203883907U - Ccd相机视频处理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种CCD相机视频处理电路，该CCD相机视频处理电路包括CCD信号输入端、缓冲放大电路、隔直电容、模拟视频处理器以及CCD驱动时序和视频处理器控制器；CCD信号输入端依次通过缓冲放大电路以及隔直电容接入模拟视频处理器；模拟视频处理器与CCD驱动时序和视频处理器控制器相连。本实用新型提供了一种可有效提高CCD相机性能的CCD相机视频处理电路。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种CCD相机的模拟视频信号处理电路，尤其是一种能用于大动态范围CCD相机的模拟视频信号处理与AD转换电路。
背景技术
随着航空航天事业的飞速发展，人们对遥感相机的空间分辨本领以及对微弱信号的识别能力等技术指标要求也越来越高。为了达到各项技术指标要求，除了要求有好的光学设计、结构设计，还对电子学设计提出了严格要求。CCD相机电子学设计的关键组件是视频信号处理，其目的就是尽可能地消除各种噪声和干扰，将在CCD感光区上所成的图像转换为数字信号。传统的视频处理电路由以下几部分组成：模拟视频信号的前置放大、相关双采样(CDS)、可编程增益前放(PGA)、A/D转换等部分组成。该电路具有电路复杂、调试困难、价格昂贵、功耗紧张等缺点。
实用新型内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种可有效提高CCD相机性能的CCD相机视频处理电路。
本实用新型的技术解决方案是：本实用新型提供了一种CCD相机视频处理电路，其特殊之处在于：所述CCD相机视频处理电路包括CCD信号输入端、缓冲放大电路、隔直电容、模拟视频处理器以及CCD驱动时序和视频处理器控制器；所述CCD信号输入端依次通过缓冲放大电路以及隔直电容接入模拟视频处理器；所述模拟视频处理器与CCD驱动时序和视频处理器控制器相连。
上述模拟视频处理器是由VSP2272构成的模拟视频处理器。
上述CCD驱动时序和视频处理器控制器是由CPLD或FPGA构成的CCD驱动时序和视频处理器控制器。
上述缓冲放大电路包括射频电连接器以及缓冲放大器；所述CCD信号输入端依次通过射频电连接器以及缓冲放大器接入隔直电容。
上述缓冲放大器包括集成运算放大器、增益电阻以及反馈电阻；所述集成运算放大器包括正向输入端、负向输入端以及输出端；所述集成运算放大器的负向输入端通过增益电阻接地；所述集成运算放大器的负向输入端通过反馈电阻接入集成运算放大器的输出端；所述CCD信号输入端通过射频电连接器接入集成运算放大器的正向输入端；所述集成运算放大器的输出端接入隔直电容。
上述集成运算放大器采用的芯片是AD829。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供了一种CCD相机视频处理电路，它由视频信号缓冲放大器、隔直电容、视频处理器及CPLD组成。缓冲放大器电路是以集成运算放大器AD829为基础构建的模拟信号的输入缓冲和放大，有利于CCD输出信号和模拟前端处理器之间的信号匹配；模拟信号的处理和模数转换由CCD视频处理芯片VSP2272完成，可以简化外围处理电路，降低外部引入噪声，扩大动态范围，降低功耗，有效地提高CCD相机的性能。CPLD通过VSP2272的串行接口对VSP2272进行初始化和相机工作状态设置。用一片运算放大器AD829、隔直电容和一片视频信号处理器VSP2272作为CCD相机视频处理电路的设计，大大减小视频处理电路所占用的电路板面积，有利于CCD相机朝着功能强大、性能完善、价格便宜、体积小、功耗低的趋势发展。
附图说明
图1是模拟信号处理电路功能框图；
图2是模拟信号输入与缓冲放大器电路图；
图3是视频信号处理器电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
参见图1，本实用新型所提供的CCD相机视频处理电路由CCD信号接入电路1，缓冲放大电路2，隔直电容3，由VSP2272构成的视频信号处理器4，用于CCD和视频处理器控制和数据接收的CPLD5组成，也可根据需要，改为FPGA。
CCD信号处理器VSP2272，虽然是单片的集成电路器件，但其内部包含有相关双采样CDS(Correlated Double Sampling)、输入钳位或哑像元(DUMMYPIXEL)钳位、暗像元(OPTICAL BLACK)钳位、可编程增益放大PGA(Programmable Gain Amplifier)、12位ADC(Analog—to—Digital Converter)、串行接口和供电电源等，与遥感用CCD模拟信号处理电路结构相类似。通过适当的外部连接和设置可用于大动态范围低噪声CCD相机系统之中。
在该CCD相机的模拟信号处理电路中，VSP2272的图像数据、串行接口和控制信号与CPLD直接连接，由FPGA/CPLD通过对串行接口四个信号(SLOAD、SCLK、SDATA、RESET)进行适当的设置，来控制这些寄存器进行写入操作的。
参见图2，为模拟信号输入与缓冲放大器电路图，接入电路由射频电连接器U1和同轴电缆组成。CCD输入信号CCDIN由射频电连接器U1引入，经同轴电缆后，进入缓冲放大器。
缓冲放大器由集成运算放大器AD829通过增益电阻R2，反馈电阻R3连接成标准的同相放大器结构。缓冲放大后的模拟输出信号Vout与Vin、R2、R3的关系为Vout＝Vin(1+R3/R2)。这里R2、R3应根据CCD信号的最大幅值、前置放大器的放大倍数共同决定。
在缓冲放大器中，当没有AD829的情况下，可选用其它低噪声电流反馈型运放替代。
缓冲放大器后连接隔直电容：即图3中的C3，它滤除了缓冲放大器模拟输出信号Vout中的直流电压成分，并将放大后的交变模拟信号传输到视频信号处理器的信号输入端。
视频信号处理器的实施例如图3所示。VSP2272的主要连接形式为：
VSP2272集成了一个高精度、高速的AD转换器和模拟电路部分，这些模拟器件都非常容易受到外部噪声的干扰。所以该器件应该被看作是模拟器件，所有的电源引脚VCC(引脚18，24，27，33，34，40)按模拟电路的方式供电，由一个模拟电源+3VA供给。
引脚13(标志为DRVDD)是一个专门供电给数字输出驱动器的。数字供电线，特别是驱动级的供电线，常常带有高电平的宽带噪声，如果耦合到前级，会大大影响VSP2272的性能，为避免通过电源产生的不良耦合，本设计中引脚13DRVDD通过一个铁氧体磁珠B5与其他电源线分开。
VSP2272的所有参考电压和偏置电流都由其内部的带隙电路产生。CDS和ADC主要用以下三个参考电压，REFP(参考正电压，38引脚)、REFN(参考负电压，39引脚)、CM(共模电压，37引脚)。REFP、REFN、CM这些引脚都用一个0.1uF的电容进行去耦。
BYPP2(29引脚)、BYP(31引脚)、BYPM(32引脚)都是模拟电路中所用到的参考电压。在本电路中BYP(31引脚)通过0.1μF电容接地。BYPP2(29引脚)和BYPM(32引脚)电容值的大小影响电路的瞬态特性本电路中选用1000pF的电容接地。
CDS和ADC正常工作所需要的时序脉冲SHP/SHD都由片外的时序发生电路CPLD产生。
另外在本设计中为了限制当输出电平由低变高或由高变低时输出级不得不提供给寄生电容充电的瞬态电流的大小，在每根输出数据线上串一个100Ω电阻可以减小冲击电流。
Claims (6)
1.一种CCD相机视频处理电路，其特征在于：所述CCD相机视频处理电路包括CCD信号输入端、缓冲放大电路、隔直电容、模拟视频处理器以及CCD驱动时序和视频处理器控制器；所述CCD信号输入端依次通过缓冲放大电路以及隔直电容接入模拟视频处理器；所述模拟视频处理器与CCD驱动时序和视频处理器控制器相连。
2.根据权利要求1所述的CCD相机视频处理电路，其特征在于：所述模拟视频处理器是由VSP2272构成的模拟视频处理器。
3.根据权利要求2所述的CCD相机视频处理电路，其特征在于：所述CCD驱动时序和视频处理器控制器是由CPLD或FPGA构成的CCD驱动时序和视频处理器控制器。
4.根据权利要求1或2或3所述的CCD相机视频处理电路，其特征在于：所述缓冲放大电路包括射频电连接器以及缓冲放大器；所述CCD信号输入端依次通过射频电连接器以及缓冲放大器接入隔直电容。
5.根据权利要求4所述的CCD相机视频处理电路，其特征在于：所述缓冲放大器包括集成运算放大器、增益电阻以及反馈电阻；所述集成运算放大器包括正向输入端、负向输入端以及输出端；所述集成运算放大器的负向输入端通过增益电阻接地；所述集成运算放大器的负向输入端通过反馈电阻接入集成运算放大器的输出端；所述CCD信号输入端通过射频电连接器接入集成运算放大器的正向输入端；所述集成运算放大器的输出端接入隔直电容。
6.根据权利要求5所述的CCD相机视频处理电路，其特征在于：所述集成运算放大器采用的芯片是AD829。
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| CN104967779A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-10-07 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 空间相机时序与视频处理电路及实现方法 |
| CN111885300A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-11-03 | 苏州中科全象智能科技有限公司 | 一种工业相机系统时序的控制电路及控制方法 |
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