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CCD图像传感器降噪技术的研究

光学精密工程 2000年第2期8卷 140-145页

作者：佟首峰阮锦郝志航中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130022

根据 CCD输出噪声的特点 ,CCD视频处理电路的目的是消除 KTC噪声 ,抑制低频噪声和宽带白噪声。文中分析了三种抑制噪声的方法 ,相关双采样法、双斜积分法、开关指数滤波法。这三种方法都是在一象素周期内进行前后两次采样 (或积分 ) ,... 详细信息

根据 CCD输出噪声的特点 ,CCD视频处理电路的目的是消除 KTC噪声 ,抑制低频噪声和宽带白噪声。文中分析了三种抑制噪声的方法 ,相关双采样法、双斜积分法、开关指数滤波法。这三种方法都是在一象素周期内进行前后两次采样 (或积分 ) ,系统的输出为两次采样之差 ,从而获得视频信号。文中不仅介绍它们的工作原理、推导噪声传输函数 ,而且详细分析各自的特性。

关键词： CCD 复位噪声相关双采样信噪比图像传感器

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CCD图像传感器读出电路研究与设计

CCD图像传感器读出电路研究与设计

作者：罗彦电子科技大学

学位级别：硕士

CCD图像传感器读出电路是CCD器件与后续数字信号处理电路之间的接口,其作用是放大CCD器件输出的微弱信号,并滤除各种噪声。读出电路的性能决定了整个CCD系统的精度。随着CCD器件速度和象元数的不断提高,要求读出电路具有更高的速度、更... 详细信息

CCD图像传感器读出电路是CCD器件与后续数字信号处理电路之间的接口,其作用是放大CCD器件输出的微弱信号,并滤除各种噪声。读出电路的性能决定了整个CCD系统的精度。随着CCD器件速度和象元数的不断提高,要求读出电路具有更高的速度、更低的噪声、更大的动态范围以及更多功能的单片集成。本文研究了单片集成的CCD读出电路,设计了前置放大器、低通滤波器和相关双采样三个子模块电路。设计过程中主要从精度、速度和噪声三方面探讨了各个子模块的理论模型和相应的电路实现途径,同时基于UMC 0.18μm CMOS工艺设计了读出频率为2MHz,精度在10位以上的CCD图像传感器读出电路。主要内容包括以下几方面:1)系统阐述和分析了CCD器件结构及其产生的噪声,侧重对于在噪声中占主要成分的输出复位噪声进行了研究,推导了复位噪声随时间变化的表达式,分析了复位噪声的相关性并计算了相关系数。基于复位噪声的相关性,采用相关双采样电路降低复位噪声。2)基于前置放大器结构,分析了影响前置放大器精度和速度的因素,如运放有限增益,有限带宽,噪声和失调电压等。通过分析,推导了用于读出电路的运算放大器的指标。同时基于2MHz读出频率和相关双采样抑制噪声的要求,确定了低通滤波器的-3dB带宽。3)设计了用于CCD读出电路各个模块的运算放大器,包括可驱动低阻抗的带输出级的运放和用于缓冲隔离的普通运放。运放设计过程中还分析和推导了噪声和失调电压,通过优化参数将噪声和失调电压降至最低。仿真结果,运放增益78dB,单位增益带宽30MHz,相位裕度58?,满足系统设计的要求。4)推导了相关双采样的系统函数。设计了两种相关双采样电路,分析了相关双采样电路中的电荷注入等误差,通过分析和仿真结果表明,第二种相关双采样电路能够将误差降至最低,满足系统10位精度要求。5)基于UMC 0.18μm CMOS工艺,设计仿真了用于CCD图像传感器的读出电路,电源电压3.3V,读出频率为2MHz,最大输出信号为1V。仿真结果表明,读出电路信号放大倍数为5倍。精度在0.4mV之内,对于1V的满幅信号,精度满足10位以上。

关键词： CCD读出电路复位噪声运算放大器相关双采样

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相关双取样技术分析

华中工学院学报 1982年第4期 115-120页

作者：张赫钢

本文对抑制电荷耦合器件(CCD)复位噪声的相关双取样技术的物理本质、数学基础和系统性能作了比较仔细的分析,并对有关文献中的疏误进行了修正.

关键词：复位噪声 CCD 相关双取样电荷耦合器件

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关于CCD的噪声测量

红外技术 1985年第1期 27-34页

作者：刘颖卢汉生北京工业学院

一、前言电荷耦合器件(简称CCD)是七十年代发展起来的新型固体器件,它代表了成象器件的发展方向,也可应用于微光成象。考虑到微光固体成象技术的发展,我们在现有条件下对我国研制的三相单行256位SCCLID(表面电荷耦合线阵成象器件)做了... 详细信息

一、前言电荷耦合器件(简称CCD)是七十年代发展起来的新型固体器件,它代表了成象器件的发展方向,也可应用于微光成象。考虑到微光固体成象技术的发展,我们在现有条件下对我国研制的三相单行256位SCCLID(表面电荷耦合线阵成象器件)做了一些工作,现将初步结果介绍如下。二、原理CCD的主要噪声有输入噪声、转移噪声、暗电流噪声和输出噪声。通常CCD的各种噪声都以浮置扩散极输出电荷包电子数涨落量方均根值表示(以下设衬底为p型)。

关键词： CCD 信号注入输出波形箱位电路暗电流噪声噪声电压复位噪声

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电荷耦合器件(CCD)在扫描相机中的应用

光学机械 1985年第6期 69-76页

作者：耿玉芝

本文讨论了GZ105型CCD扫描相机的工作原理、主要性能及电路设计的原理。为了抑制复位噪声和时钟脉冲干扰,很好的提取图像信号,GZ105型CCD扫描相机采用了相关双采样(CDS)方法,给出了CDS方法的原理电路和试验数据。最后给出了GZ105型扫描... 详细信息

本文讨论了GZ105型CCD扫描相机的工作原理、主要性能及电路设计的原理。为了抑制复位噪声和时钟脉冲干扰,很好的提取图像信号,GZ105型CCD扫描相机采用了相关双采样(CDS)方法,给出了CDS方法的原理电路和试验数据。最后给出了GZ105型扫描相机的整机试验结果。

关键词：扫描相机光敏相关双采样复位噪声时钟脉冲 CCD 视频信号

一种基于FPGA控制的新型CCD驱动电路设计

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福建工程学院学报 2013年第1期11卷 52-57页

作者：王锦毅福建师范大学协和学院信息技术系福建福州350117

设计出一种新型的FPGA编程控制CCD驱动电路方法。通过仿真与实验结果表明,该方法能实现CCD的驱动时序、采样和信号输出。该方法采用VHDL语言,电路设计简单化、直观化、稳定性高,容易修改;采用PCI总线,电路能迅速完成采集和传输。该设计... 详细信息

设计出一种新型的FPGA编程控制CCD驱动电路方法。通过仿真与实验结果表明,该方法能实现CCD的驱动时序、采样和信号输出。该方法采用VHDL语言,电路设计简单化、直观化、稳定性高,容易修改;采用PCI总线,电路能迅速完成采集和传输。该设计具有较好的性价比和抗噪声性能。

关键词：电荷耦合器件 CCD驱动电路现场可编程门阵列复位噪声暗电流噪声图像信号

空间科学敏感器用红外读出电子部件:目前的技术水平与今后的方向(三)

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红外 1995年第6期 21-27页

作者： Eric R.Fossum,高国龙美国喷气推进实验室空间微电子技术中心

3.6.电容跨阻抗放大器（CTIA）图7示出了电容跨阻抗放大器。电容跨阻抗放大器由一个增益为A的倒相放大器、一个安置在反馈回路中的积分电容(Cint)、一个与积分电容并联的复位晶体管(Mrst)和一个或多个选择开关组成。倒相放大器通常是... 详细信息

3.6.电容跨阻抗放大器（CTIA）图7示出了电容跨阻抗放大器。电容跨阻抗放大器由一个增益为A的倒相放大器、一个安置在反馈回路中的积分电容(Cint)、一个与积分电容并联的复位晶体管(Mrst)和一个或多个选择开关组成。倒相放大器通常是一个以单个输入或差分输入拓扑结构制作的栅-阴极放大器。虽然由于一些实际的理由,单个CMOS倒相放大器是有吸引力的,但是差分放大器拓

关键词：红外焦平面列阵跨阻抗放大器积分时间噪声性能复位噪声读出电子学晶胞晶种电容工作温度延时积分多路传输器读出噪声敏感器传感器

FDA输出的复位失真及其对CCD工作频率的限制

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华中科技大学学报(自然科学版) 1982年第4期 29-36页

作者：潘正达

本文分析浮置扩散放大器(Floating Diffusion Amplifier)输出复位管的两种工作状态及其产生复位失真的原因,并导出了确定复位脉宽的公式.分析表明,当复位管导通时,它宜工作在饱和区.在这种情况下,它输出的复位噪声和干扰较小,但复位失... 详细信息

本文分析浮置扩散放大器(Floating Diffusion Amplifier)输出复位管的两种工作状态及其产生复位失真的原因,并导出了确定复位脉宽的公式.分析表明,当复位管导通时,它宜工作在饱和区.在这种情况下,它输出的复位噪声和干扰较小,但复位失真限制了CCD工作频率的上限.最后实验验证了理论分析的结果.

关键词： CCD 复位脉冲工作频率复位噪声表面势导通 FDA 限制

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微光CCD相机的噪声分析与处理

应用基础与工程科学学报 2001年第2期9卷 277-282页

作者：李仰军马俊婷郝晓剑华北工学院电子工程系太原030051

分析了微光CCD图像传感器的噪声特性 ,针对不同的噪声源 ,根据相应的噪声产生原理 ,设计了实用的噪声抑制电路和处理电路 ,应用于选用ISD0 2 9AP型CCD图像传感器自己开发的微光CCD相机 ,有效地降低了暗电流噪声 ,消除了复位噪声对真正... 详细信息

分析了微光CCD图像传感器的噪声特性 ,针对不同的噪声源 ,根据相应的噪声产生原理 ,设计了实用的噪声抑制电路和处理电路 ,应用于选用ISD0 2 9AP型CCD图像传感器自己开发的微光CCD相机 ,有效地降低了暗电流噪声 ,消除了复位噪声对真正信号的影响 ,使相机具有良好的成像质量 ;为了进一步提高该相机的信噪比 ,提出了相应的校正算法 ,进一步降低了暗电流噪声 ,降低了CCD像素间光响应的不一致性带来的噪声。

关键词：微光CCD相机暗电流复位噪声噪声处理技术噪音分析方法图像传感器