JP3821676B2 - CCD output reset signal clamp circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、CCD信号の処理に関し、特にCCD出力信号を増幅し、リセット信号をクランプし、光のレベルに対して変化する信号成分だけを取り出し、次段のCDS回路(Correlated Double Sampling回路)へ出力するCCD出力リセット信号クランプ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
人工衛星のリモートセンシング用の機器などにおいては、小型軽量化が要求され、光学系を大きくすることができない。このため、十分な光量が得られず信号を増幅して使用しなければならなくなる。すべてのCCD出力には原理上リセット信号が重畳して出力されるため、増幅率を大きくとればとるほど、この信号まで増幅され、次段のCDS回路の入力レンジを超えてしまう。このような背景から、特にCCD出力の微少信号を使用する回路には、リセットクランプ回路は必須である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、 CDS回路の入力レンジをオーバーせず、CDS回路の出力の飽和によるリニアリティの劣化を防ぐことのできるCCD出力リセット信号クランプ回路を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明のCCD出力リセット信号クランプ回路は、CCDからの入力信号を増幅する第1信号増幅手段と、第1信号増幅手段の出力信号の内、CCDのリセット信号をバイアス抵抗によりレベル調整するリミッタ手段と、レベル調整されたリセット信号を含む第1信号増幅手段の出力信号を増幅する第2信号増幅手段と、第2信号増幅手段の出力信号のリセット信号をクランプし、信号成分のみを出力するリセットクランプ手段とを有する。
【0005】
また、第1信号増幅手段と、前記リミッタ手段と、前記第2信号増幅手段とは、平衡増幅器で構成されていることを特徴とする。
【0006】
また、リセットクランプ手段は、リセット信号と同期した発振器を逆相にして取り除くインバータにより構成されていることを特徴とする。
【0007】
また、本発明のCCD出力リセット信号クランプ回路は、CCDのリセット信号の繰り返し周期が10MHz以上の速度を有する場合に対しても有効であることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施例を示すCCD出力リセット信号クランプ回路の構成を示すブロック図、図2はCCD出力リセット信号クランプ回路の各構成部における出力波形を示す図、図3は本実施例の具体的な回路構成図である。
【0010】
図1によれば、本実施例のCCD出力リセット信号クランプ回路はCCDからの入力信号を増幅する第1信号増幅部1と、第1信号増幅部1の出力信号の内、CCDのリセット信号をバイアス抵抗3によりレベル調整するリミッタ部2と、レベル調整されたリセット信号を含む第1信号増幅部1の出力信号を増幅する第2信号増幅部4と、第2信号増幅部4の出力信号のリセット信号をリセットクランプパルス6によりクランプし、信号成分のみを出力するリセットクランプ部5から構成されている。
【0011】
次に、図1、2を用いて本実施例のCCD出力リセット信号クランプ回路の動作を説明する。
【0012】
まず、CCDから入力した信号(図2の→1:□)を第1信号増幅部1にて増幅する(増幅後の信号 図2の→2:▽)。この時点でリセット信号まで増幅してしまうので、CDS回路の入力レンジを超えてしまう。
【0013】
次にリミッタ部2のバイアス抵抗3でリセット信号のレベル範囲を調整する。しかし、リミッタ部2によるレベル損失のため、損失分を考慮し、次段の第2信号増幅部4でさらに増幅して、第2信号増幅部4の出力信号をリセットクランプ部5でリセットクランプし、次段のCDS回路に出力する(図2の→3:◇)。リセットクランプすることで、信号成分のみを抽出することができる。
【0014】
それぞれのCCD出力リセット信号クランプ回路の各構成部における出力波形が図2に示されている。図2に示されるように、信号波形の1周期が約0.1μsecであり、従来2から3Mサンプルであったものが容易に10Mサンプルに達していることを示している。 また、使用環境については−10℃から+40℃で十分な正常動作が確かめられた。
【0015】
図3は本実施例の具体的な回路構成図であり、第1信号増幅部1と、リミッタ部2と、第2信号増幅部4とは、平衡増幅器で構成されており、リセットクランプ部5は、リセット信号と同期したリセットクランプパルス6を逆相にして取り除くインバータにより構成されている。
【0016】
【発明の効果】
通常CCD信号の処理は、CCD出力信号を増幅し、次にCDS回路で光のレベルに対して変化する信号成分だけを取り出し、A/D変換する。
【0017】
有害なリセット信号がある場合、これを増幅するとCDS回路の入力レンジをオーバーする可能性がある。
【0018】
本発明によれば、CDS回路の入力レンジをオーバーせず、回路のCDS出力の飽和によるリニアリティの劣化を防ぐ効果を有する。また、前段で早めに増幅することが可能であるためS/N比も有利になる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すCCD出力リセット信号クランプ回路の構成を示すブロック図である。
【図2】図1のCCD出力リセット信号クランプ回路の各構成部における出力波形を示す図である。
【図3】本発明の実施例を示すCCD出力リセット信号クランプ回路の回路構成図である。
【符号の説明】
1 第1信号増幅部
2 リミッタ部
3バイアス抵抗
4 第2信号増幅部
5 リセットクランプ部
6 リセットクランプパルス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to processing of a CCD signal, and in particular, amplifies a CCD output signal, clamps a reset signal, extracts only a signal component that changes with respect to the light level, and outputs it to a CDS circuit (Correlated Double Sampling circuit) in the next stage. The present invention relates to a CCD output reset signal clamping circuit for outputting.
[0002]
[Prior art]
In a satellite remote sensing device or the like, a reduction in size and weight is required, and the optical system cannot be enlarged. For this reason, a sufficient amount of light cannot be obtained, and the signal must be amplified and used. In principle, a reset signal is superimposed on all CCD outputs, so that the larger the amplification factor, the more the signal is amplified and the input range of the next stage CDS circuit is exceeded. From such a background, a reset clamp circuit is indispensable particularly for a circuit using a minute signal of CCD output.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a CCD output reset signal clamping circuit that does not exceed the input range of the CDS circuit and can prevent deterioration of linearity due to saturation of the output of the CDS circuit.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
A CCD output reset signal clamp circuit according to the present invention includes a first signal amplifying means for amplifying an input signal from the CCD, and a limiter means for adjusting the level of the reset signal of the CCD among the output signals of the first signal amplifying means by a bias resistor. And a second signal amplifying means for amplifying the output signal of the first signal amplifying means including the level-adjusted reset signal, and a reset for clamping only the reset signal of the output signal of the second signal amplifying means and outputting only the signal component And clamping means.
[0005]
Further, the first signal amplifying means, the limiter means, and the second signal amplifying means are constituted by a balanced amplifier.
[0006]
Further, the reset clamp means is constituted by an inverter that removes an oscillator synchronized with a reset signal in reverse phase.
[0007]
Moreover, CCD output reset signal clamping circuit of the present invention is characterized in that the repetition period of the CCD of the reset signal is valid also for the case with the above velocity 10M Hz.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a CCD output reset signal clamp circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing output waveforms in each component of the CCD output reset signal clamp circuit, and FIG. It is a concrete circuit block diagram.
[0010]
Referring to FIG. 1, the CCD output reset signal clamp circuit according to the present embodiment amplifies an input signal from the CCD, and among the output signals of the first signal amplifier 1, the CCD reset signal is received. A
[0011]
Next, the operation of the CCD output reset signal clamp circuit of this embodiment will be described with reference to FIGS.
[0012]
First, a signal inputted from the CCD (→ 1: □ in FIG. 2) is amplified by the first signal amplifying unit 1 (amplified signal → 2: ▽ in FIG. 2). At this point, the reset signal is amplified, and the input range of the CDS circuit is exceeded.
[0013]
Next, the level range of the reset signal is adjusted by the
[0014]
FIG. 2 shows an output waveform in each component of each CCD output reset signal clamp circuit. As shown in FIG. 2, one period of the signal waveform is about 0.1 μsec, indicating that what was conventionally 2 to 3M samples easily reaches 10M samples. As for the use environment, sufficient normal operation was confirmed at -10 ° C to + 40 ° C.
[0015]
FIG. 3 is a specific circuit configuration diagram of the present embodiment. The first signal amplifying unit 1, the
[0016]
【The invention's effect】
In the normal CCD signal processing, the CCD output signal is amplified, and then only a signal component that changes with respect to the light level is taken out by the CDS circuit and A / D converted.
[0017]
If there is a harmful reset signal, amplification of the signal may exceed the input range of the CDS circuit.
[0018]
According to the present invention, the input range of the CDS circuit is not exceeded, and there is an effect of preventing deterioration of linearity due to saturation of the CDS output of the circuit. Further, since it is possible to amplify early in the previous stage, the S / N ratio has an advantageous effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a CCD output reset signal clamp circuit according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing output waveforms in respective components of the CCD output reset signal clamp circuit of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a CCD output reset signal clamp circuit showing an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 First signal amplifier
2 Limiter section
3 Bias resistor
4 Second signal amplifier
5 Reset clamp
6 Reset clamp pulse
Claims (4)
前記第1信号増幅手段の出力信号の内、CCDのリセット信号をバイアス抵抗によりレベル調整するリミッタ手段と、
前記レベル調整されたリセット信号を含む第1信号増幅手段の出力信号を増幅する第2 信号増幅手段と、
前記第2信号増幅手段の出力信号のリセット信号をクランプし、リセット信号以外の信号成分のみを出力するリセットクランプ手段と
を有するCCD出力リセット信号クランプ回路。First signal amplifying means for amplifying an input signal from the CCD;
Limiter means for adjusting the level of the reset signal of the CCD with a bias resistor among the output signals of the first signal amplifying means;
Second signal amplification means for amplifying an output signal of the first signal amplification means including the level-adjusted reset signal;
A reset clamp means for clamping a reset signal of the output signal of the second signal amplifying means and outputting only a signal component other than the reset signal.
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