[发明专利]自适应驱动信号星载CCD高光谱成像电路及方法

说明书

本发明提供一种自适应驱动信号星载CCD高光谱成像电路及方法，解决现有成像仪CCD成像电路帧频较低，无法实现星载成像仪高光谱分辨率的问题。电路包括FPGA、CCD探测器、模拟视频信号放大器、AD转换器、高速串行图像输出端口以及带测温模块的CCD时序驱动器；FPGA产生CCD驱动信号；CCD时序驱动器将CCD驱动信号进行放大并传输给CCD探测器；CCD探测器根据放大驱动信号动作输出模拟视频信号；模拟视频信号放大器将模拟视频信号放大，并传输给AD转换器；AD转换器将放大的模拟视频信号转换为数字视频信号并传输给FPGA；FPGA对数字视频信号进行编码重构，通过高速串行图像输出端口输出；测温模块实时监测CCD时序驱动器的温度，将温度反馈给FPGA，FPGA根据温度实时调整CCD驱动信号。

技术领域

本发明涉及星载高光谱成像仪，具体涉及一种具备驱动信号时序自适应延迟的星载CCD高光谱成像电路及方法。

背景技术

传统CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)成像电路用于凝视成像相机，其帧频通常低于100FPS，水平驱动信号速率低，且AD采样位置较宽。

为了提高星载高光谱成像仪的光谱分辨率，需要高帧频成像电路，传统低帧频的成像仪CCD成像电路无法满足高光谱分辨率要求。以及卫星平台连续高速运动，在到达目标上空后需要立即成像，传统CCD成像电路需要开机预热才可达到最佳成像状态，会导致错过目标，或者成像存在偏差，而无法适用于星载应用场景。

发明内容

为了解决现有成像仪CCD成像电路帧频较低，无法实现星载成像仪高光谱分辨率，以及无法适用于星载应用场景的技术问题，本发明提供了一种自适应驱动信号星载CCD高光谱成像电路及方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种自适应驱动信号星载CCD高光谱成像电路，其特殊之处在于：包括FPGA、CCD探测器、模拟视频信号放大器、AD转换器、高速串行图像输出端口以及带测温模块的CCD时序驱动器；

所述FPGA用于产生CCD驱动信号；

所述CCD时序驱动器用于将CCD驱动信号进行放大，产生放大驱动信号并传输给CCD探测器；

所述CCD探测器根据放大驱动信号动作，输出模拟视频信号；

所述模拟视频信号放大器用于将CCD探测器输出的模拟视频信号放大，并传输给AD转换器；

所述AD转换器用于将放大的模拟视频信号转换为数字视频信号并传输给FPGA；

所述FPGA用于对数字视频信号进行编码重构，并通过高速串行图像输出端口输出；

所述测温模块用于实时监测CCD时序驱动器的温度，并将温度反馈给FPGA，FPGA根据温度实时调整所述CCD驱动信号，使CCD探测器一直处于最佳工作状态。

进一步地，所述FPGA产生的CCD驱动信号包括垂直驱动信号FA1、FA2、FA3、TR、FB1、FB2、FB3，以及水平驱动信号FC1、FC2、SUM、RET；

所述CCD时序驱动器包括感光区垂直驱动FA1、FA2、FA3、TR驱动器，存储区垂直驱动FB1、FB2、FB3驱动器，以及水平驱动FC1、FC2、SUM、RET驱动器；

所述水平驱动FC1、FC2、SUM、RET驱动器均设有独立的所述测温模块，用于采集对应的水平驱动FC1、FC2、SUM、RET驱动器温度，并将温度反馈给FPGA，FPGA根据温度实时调整水平驱动信号FC1、FC2、SUM、RET的相位；

所述CCD探测器采用高速帧转移型CCD探测器，其分辨率2048×256，单位像元尺寸16μm×16μm，最高帧频1500fps，最大行转移速率6MHz，最大帧转移速率35MHz，具备32路读出通道。