專利名稱：空間多光譜遙感器超長線陣ccd驅動器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種CCD驅動器件，特別是一種空間多光譜遙感器的超 長線陣CCD驅動器。
背景技術：
CCD驅動技術是空間多光i普遙感器CCD能夠正常成4象的關鍵因素。為了 使CCD能夠輸出高質量、低噪聲的圖像信號，要求輸入的驅動信號也必須具 有極低的噪聲，同時還要求各驅動信號的相位嚴格匹配。如果輸入的驅動信號 經過較長距離傳輸，則其信號會引入大量噪聲，造成信號質量下降，最終導致 CCD器件輸出的圖像信號中也含有大量噪聲。因此，各個驅動信號的最后一級 驅動電路都需要與CCD器件保持很近的距離，相鄰放置。然而，超長線陣CCD 的模擬驅動信號、數字驅動信號數量眾多，驅動電路所占印制電路板面積較大， 無法將全部驅動電路都緊鄰CCD放置，只能將重要的驅動信號電路緊鄰CCD 放置，次要電路布局稍遠些，如圖1所示。這在CCD工作頻率較低的情況下 是可以的。但是，CCD工作頻率提高后，這種設計方法將會導致CCD輸出圖 像含有大量噪聲，電路性能嚴重下降，甚至電路功能喪失。
另外，現有CCD驅動器中使用的數字信號驅動電路如圖3所示，該電路 中的兩個功率驅動器輸入端各自獨立，分別對各自輸入的信號進行功率驅動， 輸出信號僅通過接地電阻進行阻抗匹配。由于兩個功率驅動器的輸入信號各自 獨立，這種電路在實際應用時兩個功率驅動器輸出信號相位偏差比較大，通常 達到3ns以上。這種誤差在CCD的工作頻率提高后，將嚴重影響CCD信號質 量。因此必須采用新的設計方法，解決高頻率下超長線陣CCD的驅動問題以 及相位匹配問題。 實用新型內容本實用新型的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供了一種可在高 頻率下保證驅動信號相位匹配的空間多光譜遙感器超長線陣CCD驅動器。
本實用新型的技術解決方案是空間多光譜遙感器超長線陣CCD驅動器， 包括CCD器件、模擬驅動電路、數字驅動電路，外部輸入的電壓信號經模擬 驅動電路濾波分壓后為CCD器件^是供工作電源，外部輸入的數字時序信號經 數字驅動電路進行阻抗匹配和功率驅動后送至CCD器件驅動CCD內部電荷轉 移，所述的模擬驅動電路和數字驅動電路分別布置在兩塊PCB印制電路板上， CCD器件布置在所述兩塊PCB印制電絲4反中的任意一塊上，兩塊PCB印制電 路板層疊放置并通過板間連接器連接進行信號傳輸。
所述的板間連接器為單排插針、插座對接式連接器。
所述的兩塊PCB印制電路板之間的間距為10mm~ 15mm。
所述的數字驅動電路包括電阻R41 R50、電容C51和C52、以及第一功 率驅動器和第二功率驅動器；信號輸入端同時與電阻R41和R44的一端相連， 電阻R41的另一端與第一功率驅動器的輸入端相連，電阻R44的另一端與第 二功率驅動器的輸入端相連，第一功率驅動器的輸出端經電阻R47與第一信號 輸出端相連，第二功率驅動器的輸出端經電阻R49與第二信號輸出端相連，第 一功率驅動器的電源端、第二功率驅動器的電源端同時與電源VCC輸入端連 接，第一功率驅動器的地線端與第二功率驅動器的地線端同時接參考電位，電 阻R42連接在電源VCC輸入端和第一功率驅動器的輸入端之間，電阻R43連 接在第一功率驅動器的輸入端和參考電位之間，電阻R45連接在電源VCC輸 入端和第二功率驅動器的輸入端之間，電阻R46連接在第二功率驅動器的輸入 端和參考電位之間，電阻R48的一端與第一信號輸出端相連，電阻R48的另 一端經電容C51接參考電位，電阻R50的一端與第二信號輸出端相連，電阻 R50的另 一端經電容C52接參考電位。
所述的第一功率驅動器或第二功率驅動器為ICL7667。
本實用新型與現有技術相比的優點在于其一，本實用新型將CCD的才莫擬驅動電路與數字驅動電路分別布置在兩塊PCB電路板上，這樣可以避免數字 信號中的噪聲對模擬信號產生影響；其二，兩塊PCB電路板之間采用電連接器 連接，并且兩塊PCB電路板間距為10mm-15mm之間，這樣可以保證數字 驅動信號傳輸距離較短，不會導致信號質量下降；其三，本實用新型中的數字 驅動電路中的兩個功率驅動器采用同一個輸入信號，這樣可以有效保證兩個功 率驅動器輸出信號相位一致。
圖1為現有的CCD驅動器的結構原理圖； 圖2為本實用新型CCD驅動器的結構原理圖； 圖3為現有的CCD驅動器中數字驅動電路的原理圖； 圖4為本實用新型CCD驅動器中數字驅動電路的原理圖。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型空間多光譜遙感器超長線陣CCD驅動器的結構 原理圖。本實用新型CCD驅動器采用分層結構設計方法，包括模擬驅動電路 和數字驅動電路。模擬驅動電路接收外部輸入電源信號，經過濾波、分壓后輸 出給CCD。數字驅動電路接收外部輸入的數字時序信號，并將同源信號分別經 終端電阻進^^阻抗匹配后，經功率驅動器件進行驅動后輸出到CCD器件驅動 CCD內部電荷轉移。模擬驅動電路與數字驅動電路分別布局在兩塊PCB印制 電路板上。兩塊PCB印制電路板重疊放置，電路板間用單排的插針、插座式板 間連接器連接，用于傳輸驅動信號。板間連接器緊鄰CCD器件放置，縮短了 驅動信號傳輸距離，使CCD的全部驅動信號的傳輸距離都較短，解決了單層 印制板設計時一部分驅動信號傳輸距離長的問題。CCD器件可任意布置在兩塊 PCB印制電路板中任意一個之上。
兩塊PCB印制電路板間距為10mm ~ 15mm之間，距離小于10mm會導 致兩塊PCB印制電路板相鄰面的元器件發生碰撞，距離大約15mm會導致數 字驅動信號傳輸距離過長，進而引起信號質量下降。如圖4所示，本實用新型空間多光譜遙感器超長線陣CCD驅動器中數字 驅動電路的原理圖，包括信號輸入端401、第一信號輸出端402、第二信號輸 出端403、電源VCC輸入端404、電阻R41、電阻R42、電阻R43、電阻R44、 電阻R45、電阻R46、電阻R47、電阻R48、電阻R49、電阻R50、電容C51、 電容C52、第一功率驅動器431、第二功率驅動器432。本實用新型中的功率 驅動器選用maxim公司的ICL7667。由于CCD器件需要有兩個相位匹配的驅 動信號同時輸入，為解決驅動信號相位匹配的問題，將圖3兩個信號輸入端的 電路改為4又有一個信號輸入端，將輸入的信號分別經過電阻R41 、電阻R44分 為兩個信號，其中電阻R41、電阻R44的阻值為10Q 100Q之間。為了解決 一個信號分為兩個信號后的阻抗匹配問題，在第一功率驅動器431的輸入端增 加了阻抗匹配電阻R42和電阻R43，在第二功率驅動器432的輸入端增加了阻 抗匹配電阻R45和電阻R46。電阻R42、電阻R43、電阻R45、電阻R46的 阻值為1KQ 10KQ之間。第一功率驅動器431的輸出信號經過電阻R47 (阻 值在20Q 50Q之間)后，由第一信號輸出端402輸出。在電阻R48(阻值在 1KQ ~ 之間)與電路地之間增加了電容C51,從而將如圖3所示的直流 匹配改為交流匹配，這樣可以降低第一功率驅動器431的輸出功耗。第二功率 驅動器432的輸出電路原理與第一功率驅動器431相同。由于兩個功率驅動器 電路原理相同，且采用了同一個信號輸入端401的輸入信號，因此第一信號輸 出端402與第二信號輸出端403的輸出信號相位匹配，且匹配偏差小于1ns， 遠遠低于圖3電路的相位偏差3ns。
本實用新型說明書中未詳細描述內容屬本領域專業技術人員的公知技術。
權利要求1、空間多光譜遙感器超長線陣CCD驅動器，包括CCD器件、模擬驅動電路、數字驅動電路，外部輸入的電壓信號經模擬驅動電路濾波分壓后為CCD器件提供工作電源，外部輸入的數字時序信號經數字驅動電路進行阻抗匹配和功率驅動后送至CCD器件驅動CCD內部電荷轉移，其特征在于所述的模擬驅動電路和數字驅動電路分別布置在兩塊PCB印制電路板上，CCD器件布置在所述兩塊PCB印制電路板中的任意一塊上，兩塊PCB印制電路板層疊放置并通過板間連接器連接進行信號傳輸。
2、 根據權利要求1所述的空間多光譜遙感器超長線陣CCD驅動器，其特 征在于所述的板間連接器為單排插針、插座對接式連接器。
3、 根據權利要求1或2所述的空間多光譜遙感器超長線陣CCD驅動器， 其特征在于所述的兩塊PCB印制電路板之間的間距為10mm~ 15mm。
4、 根據權利要求3所述的空間多光譜遙感器超長線陣CCD驅動器，其特 征在于所述的數字驅動電路包括電阻R41~R50、電容C51和C52、以及第 一功率驅動器(431 )和第二功率驅動器(432);信號輸入端(401 )同時與電 阻R41和R44的一端相連，電阻R41的另一端與第一功率驅動器(431 )的 輸入端相連，電阻R44的另一端與第二功率驅動器(432)的輸入端相連，第 一功率驅動器(431 )的輸出端經電阻R47與第一信號輸出端(402)相連， 第二功率驅動器(432)的輸出端經電阻R49與第二信號輸出端(403)相連， 第一功率驅動器(431 )的電源端、第二功率驅動器(432)的電源端同時與電 源VCC輸入端(404)連接，第一功率驅動器(431)的地線端與第二功率驅 動器(432)的地線端同時接參考電位，電阻R42連接在電源VCC輸入端(404) 和第一功率驅動器(431 )的輸入端之間，電阻R43連接在第一功率驅動器(431 ) 的輸入端和參考電位之間，電阻R45連接在電源VCC輸入端(404)和第二 功率驅動器(432)的輸入端之間，電阻R46連接在第二功率驅動器(432) 的輸入端和參考電位之間，電阻R48的一端與第一信號輸出端(402)相連，電阻R48的另一端經電容C51接參考電位，電阻R50的一端與第二信號輸出 端(403)相連，電阻R50的另一端經電容C52接參考電位。
5、根據權利要求4所述的空間多光譜遙感器超長線陣CCD驅動器，其特 征在于所述的第一功率驅動器(431 )或第二功率驅動器(432)為ICL7667。
專利摘要空間多光譜遙感器超長線陣CCD驅動器，包括CCD器件、模擬驅動電路、數字驅動電路。模擬驅動電路和數字驅動電路分別布置在兩塊PCB印制電路板上，CCD器件布置在上述兩塊PCB印制電路板中的任意一塊上，兩塊PCB印制電路板層疊放置并通過板間連接器連接進行信號傳輸。本實用新型可在高頻率下保證驅動信號的相位匹配。
文檔編號H04N5/217GK201360295SQ200920105540
公開日2009年12月9日 申請日期2009年2月24日 優先權日2009年2月24日
發明者旻 萬, 徐宏宇, 偉 曹, 郭元榮 申請人:北京空間機電研究所