TCD1501D驅動器說明書.docx

KXCCDQ-RY驅動器使用說明書主要特性與特點TCD1501D為雙溝道線陣CCD器件，它具有靈敏度高、暗電流低等特點。我公司設計的KXCCDQ-RY驅動器使它工作在特別穩(wěn)定的積分時間狀態(tài)下，使它能夠精準地完成光電轉換工作。它具有如下的特點：1、 四檔驅動頻率硬件可調；2、 十六當積分時間軟件可調；3、 所有的接口控制脈沖均為標準的TTL電平, 模擬信號的飽和輸出電平可達到+5V；4、 驅動器電路板備有4個安裝孔，便于將驅動器與其他機械結構相配合；5、 公司提供與驅動器配套的外殼，外殼上備有安裝標準鏡頭的螺紋口（M421）。該螺紋口可以與多種規(guī)格的鏡頭相聯(lián)接，并提供與固定支架連接的接口；6、 驅動電路板上安裝有輸出放大器電壓放大倍率調整的可調電位器R6；7、 驅動電路板上安裝有輸出放大器閾值調整的可調電位器R7；通過調整R6與R7使放大器工作在最佳狀態(tài)；輸入、輸出端口定義如圖1所示，為KXCCDQ-RY驅動器輸入、輸出端口DIP16 定義圖。圖中示出的為DIP16插針序號，其定義如表1所示。（注意：M0- M3代表積分時間設置，如果不用必須接地）表1 輸出端口定義管腳定義名稱注釋管腳定義名稱注釋1GND地2+5V電源3FC行同步脈沖4GND地5SP像元同步脈沖6空7M0積分時間設置8M1積分時間設置9M2積分時間設置10M3積分時間設置11UO模擬信號輸出12GND地13UBD二值化信號14+5V電源15GND地16+12V電源行同步脈沖FC、像元同步脈沖SP和視頻輸出信號線陣CCD驅動器輸出模擬信號的范圍為0.2-5V， 0.2V左右的輸出狀態(tài)為CCD暗電流與“胖零電荷”有關（參見圖像傳感器應用技術第四章）。有光作用時，將得到如圖所示的波形。驅動器出廠時已經(jīng)通過標準光源調整好放大器的兩個電位器，客戶使用時盡量不要隨意調整，以免無法恢復到最佳狀況。如圖2所示。FC為與轉移脈沖SH同周期的行同步脈沖，它的上升沿對應于CCD的第一個有效像元的有效期間（通常線陣CCD輸出的前端都包含有若干無效像元信號）。行同步脈沖的周期即為實際的積分時間。SP為與CCD的像敏單元同步的像敏單元采樣脈沖，常用做采樣控制信號。關于FC、SP和視頻輸出信號的詳細關系請參閱圖像傳感器應用技術的內(nèi)容。圖2 FC、SP 和視頻輸出信號U0的相位關系為了避免由于使用不當造成的人身傷害及財產(chǎn)損失，在使用本產(chǎn)品之前，請您抽出時間仔細閱讀本手冊。務必嚴格按照手冊內(nèi)容操作。驅動頻率設定驅動頻率由撥動開關的第一位和第二位硬件設定，如表2所示。其中“1”代表高電平，“0”代表低電平，00”的驅動頻率最高，為4M?！?1” 的驅動頻率最低，為500K，如表2所示。第三位為外觸發(fā)設置，第四位無作用。表2 驅動頻率設定 控制位頻率檔第一位第二位2MOFFOFF1MONOFF500KOFFON250KONON建議用戶在非必要的情況下，不要隨意更改動驅動頻率，以免造成CCD工作狀態(tài)的變化太大。積分時間設定積分時間共有十六檔，其中第零檔積分時間最短，第十五檔積分時間最長。通過軟件設定是由輸入到驅動器的4棵數(shù)據(jù)線MOM3的電平高低進行設置，如表3所示。其中“1”代表高電平，“0”代表低電平。我公司提供的數(shù)據(jù)采集卡配有積分時間的設置功能，通過演示軟件界面能方便地改變積分時間的長短。表3 積分時間設定 控制位積分檔M3M2M1M0零檔0000第一檔0001第十四檔1110第十五檔1111二值化視頻輸出信號如圖3所示為典型CCD輸出信號與二值化處理的時序圖。圖中FC為行同步脈沖，U0為輸出信號。經(jīng)固定閾值二值化電路輸出的信號波形定義為UDB。在電路板的電位器R14用來調節(jié)二值化信號的閾值電平。關于二值化原理請參閱圖像傳感器應用技術的內(nèi)容。圖3 二值化處理時序圖放大器調整方法調整步驟如下：1、 設定示波器：請參考示波器使用說明書，根據(jù)需要測量的信號適當?shù)恼{整示波器的參數(shù)。2、 用多路同步示波器可以測量各路驅動脈沖與輸出模擬信號的相位關系、周期、頻率與幅度等參數(shù)。具體測量方法（示波器的地線必須與CCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的地線連接在一起，如果CCD由計算機供電，示波器的地線也可以與計算機機箱相連接）如下：1）測量SP：SP的頻率即是CCD的驅動頻率。測量時，應將示波器測量幅度設置為2V/格、掃描時間設置為0.21s/格。調整同步觸發(fā)電平，使波形穩(wěn)定。便可以觀察到被測信號的波形。2）測量放大器輸出的模擬信號：首先把示波器調整為2V/格、0.2ms0.5ms/格。至少應該能夠看到2個完整的FC脈沖（FC波形請參考上圖中的“FC”）。兩個FC脈沖之間的距離即為積分時間。以示波器的第一通道（CH1）同步（如何設定，請參考示波器的說明書），用示波器的第二通道（CH2）觀測信號。FC與放大器輸出信號的關系如圖4所示。3、 CCD的光照特性有光作用到CCD像敏面上以后，經(jīng)反向放大輸出信號便為如圖4所示波形，Uo將隨光照度的升高而升高，其幅度與位置和成像在CCD像敏面對應位置上與光照度有關。CCD一旦進入飽和工作狀態(tài)，它輸出的信號幾乎為平坦的直線，這種情況下CCD無法感知光敏面上的照度變化。4、 放大器的調整CCD輸出的模擬信號連接到放大器的反相輸入端，正相輸入端連接為其偏置電平（可通過電位器R7調節(jié)）上。當CCD被遮?。]有光信號輸入）時，CCD驅動器的輸出信號電平高接近0.20.3 V左右?？梢愿鶕?jù)實際需要對放大器的工作狀態(tài)進行適當調整，驅動器出廠時已經(jīng)通過標準光源調整好放大器的兩個電位器R6、R7，客戶使用時盡量不要隨意調整，以免無法恢復到最佳狀況。如若必須調節(jié)，請用示波器觀測放大器的輸出端，先對R6進行調節(jié)。調節(jié)時一定要細心，邊調邊看，看變化規(guī)律。調好R6后，再調R7，R7的調整會影響R6調整的結果，因此，調整是反復、復雜的工作。用示波器測量輸出信號的波形時，應至少能看到2個FC脈沖周期內(nèi)的輸出信號。圖4 行同步脈沖FC與輸出信號的關系圖4 行同步脈沖FC與輸出信號的關系出廠前放大器已經(jīng)調整好，沒有十分把握的客戶盡量不要隨意調整R6：為放大器閉環(huán)放大倍率的調整電位器，調整它的阻值可以調整放大器的放大倍率，使輸出信號的對比度得到調整；R7：為放大器輸入電平的平衡調整電位器，調整它的位置改變放大器的正向輸入端的電位，可以使放大器對強、弱光的適應能力得到調整（出廠前它的位置已經(jīng)調整好，沒有十分把握的客戶盡量不要隨意調整），改變輸出信號的暗電平。使用注意事項1. 禁止帶電插拔電路板、連接線、板上所有的元器件與接口卡。2. 嚴禁+5V與+12V反接，會因電壓過大而使部分器件燒毀。3. 嚴禁將CCD芯片隨意取下，必須取下時應將所有的電源關掉，記住管腳方向以便正確恢復。4. 嚴禁將驅動器的輸入與輸出信號相互短路，否則將燒毀驅動器或CCD芯片。5. 嚴禁使用帶電的電烙鐵焊接與驅動器連線有關的電路，必須焊接時，應斷電后，用電烙鐵的“余熱”焊接。6. 如果驅動器不與數(shù)據(jù)采集卡配套使用，則在打開電源前，應該檢查連線是否接好，尤其是積分時間是否進行了設置。7. 若用戶需要使用示波器觀察信號，則必須將示波器的地線與驅動器的地線連接良好，否則會損傷CCD器件。供電電源應當提供保護地線。8. 接觸CCD電路時，應首先釋放人體或其他設備攜帶的靜電，避免對CCD器件造成永久性損壞。9. 若發(fā)現(xiàn)驅動器出現(xiàn)任何異常，應當首先切斷電源仔細檢查問題的原因，不能解決時再與我們?nèi)〉寐?lián)系得到支持。售后服務CCD器件屬于極易損壞的電子器件。在出場時我們已經(jīng)對CCD器件進行了嚴格的測試與檢驗，含有CCD的驅動器板已經(jīng)調試到理想工作狀態(tài)。若運輸過程中沒有發(fā)生意外，客戶簽收的驅動器應該是工作在理想狀態(tài)。CCD器件不是本公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，因此，CCD器件的質量問題本公司不負責保修，