[发明专利]一种CCD性能参数自动标定装置及方法

权利要求书

1.一种CCD性能参数自动标定装置，其特征在于：包括依次连接的控制模块、脉冲激光器、积分球、机械快门、被测CCD探测器及主控计算机；

所述控制模块包括产生时钟信号的时钟脉冲产生电路、且依次连接的脉冲宽度自动调节电路、输出脉冲驱动能力放大电路、电源模块；

所述控制模块还包括分别与脉冲宽度自动调节电路和机械快门连接的快门控制电路及分别与脉冲宽度自动调节电路和被测CCD探测器连接的CCD触发信号输出电路；

所述电源模块包括激光器驱动电源和电源温度采集系统，电源模块还与脉冲激光器和脉冲宽度自动调节电路相连。

2.一种CCD性能参数自动标定方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】脉冲激光器输出脉冲激励周期为T，通过时钟脉冲产生电路产生频率为1Hz的时钟信号；将初始脉冲宽度设置为脉冲激光器输出脉冲激励周期，其频率稳定度＜1×10^-9，频率准确度＜1×10^-7；

2】在自动测试开始前2s，CCD触发信号输出电路触发被测CCD探测器曝光，此时的图像数据为暗电流；

3】脉冲宽度自动调节电路每一周期测试完成后将下一周期脉冲宽度自动按n×Tμs自动递增，n,1.2.3…2000；

4】输出脉冲驱动能力放大电路将1Hz脉冲信号经功率放大后输出给电源模块，保证其驱动能力；通过（3）～（4）的过程控制脉冲激光器的线性输出；

5】电源模块内的温度采集系统将温度信息传回给脉冲宽度自动调节电路；

5.1]当激励电源温度高于激光器输出相对稳定性+1%对应的温度限定值时，输出能量超过预计稳定值，脉宽自动调节电路会缩短脉宽，使输出能量降低到稳定值；

5.2]当激励电源温度低于激光器输出相对稳定性-1%对应的温度限定值时，输出能量低于预计稳定值，脉宽自动调节电路加长脉宽，使输出能量升高至稳定值；

6】脉冲激光器输出激光通过积分球达到匀光的目的；

7】在脉冲激光器触发脉冲信号前10ms，CCD触发信号输出电路触发被测CCD探测器提前曝光，自动测试功能启动；

8】在步骤7】的同时，快门控制电路驱动机械快门打开，机械快门响应时间为10ms；在快门打开控制信号触发10ms后，脉冲激光器输出脉冲宽度自动调节电路触发脉冲激光器在脉宽为T的时间内输出，被测CCD探测器对脉冲激光响应；

脉冲激光器停止输出后，快门控制电路关闭机械快门，被测CCD探测器停止曝光，机械快门的关闭保证面阵CCD在帧转移时不出现拖尾；每下1秒，脉冲激光器触发脉冲信号前10ms，CCD触发信号输出电路触发被测CCD探测器提前曝光，重复步骤8】，且每次系统触发完成后，脉冲激光器输出脉冲宽度自动调节电路会自动重复步骤3】、步骤4】；

9】主控计算机通过被测CCD探测器采集到的图像数据，由暗电平灰度V_n和饱和灰度V_s通过公式SNR=20lgV_S/V_n计算得到信噪比测试结果；

10】由暗电平图像数据至饱和图像灰度数据作为Y轴坐标点，以激光器输出能量作为X轴坐标点，绘制响应曲线；通过响应曲线计算CCD响应非线性度；

11】由饱和图像灰度90%对应的触发脉冲激光器脉冲宽度所包含的激励周期数N₁与暗电平灰度图像所对应的激光器脉冲宽度所包含的激励周期数N₂之比（即N₁/N₂），得出CCD动态范围。