专利名称：空间多光谱遥感器超长线阵ccd驱动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种CCD驱动器件，特别是一种空间多光谱遥感器的超 长线阵CCD驱动器。
背景技术：
CCD驱动技术是空间多光i普遥感器CCD能够正常成4象的关键因素。为了 使CCD能够输出高质量、低噪声的图像信号，要求输入的驱动信号也必须具 有极低的噪声，同时还要求各驱动信号的相位严格匹配。如果输入的驱动信号 经过较长距离传输，则其信号会引入大量噪声，造成信号质量下降，最终导致 CCD器件输出的图像信号中也含有大量噪声。因此，各个驱动信号的最后一级 驱动电路都需要与CCD器件保持很近的距离，相邻放置。然而，超长线阵CCD 的模拟驱动信号、数字驱动信号数量众多，驱动电路所占印制电路板面积较大， 无法将全部驱动电路都紧邻CCD放置，只能将重要的驱动信号电路紧邻CCD 放置，次要电路布局稍远些，如图1所示。这在CCD工作频率较低的情况下 是可以的。但是，CCD工作频率提高后，这种设计方法将会导致CCD输出图 像含有大量噪声，电路性能严重下降，甚至电路功能丧失。
另外，现有CCD驱动器中使用的数字信号驱动电路如图3所示，该电路 中的两个功率驱动器输入端各自独立，分别对各自输入的信号进行功率驱动， 输出信号仅通过接地电阻进行阻抗匹配。由于两个功率驱动器的输入信号各自 独立，这种电路在实际应用时两个功率驱动器输出信号相位偏差比较大，通常 达到3ns以上。这种误差在CCD的工作频率提高后，将严重影响CCD信号质 量。因此必须采用新的设计方法，解决高频率下超长线阵CCD的驱动问题以 及相位匹配问题。 实用新型内容本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种可在高 频率下保证驱动信号相位匹配的空间多光谱遥感器超长线阵CCD驱动器。
本实用新型的技术解决方案是空间多光谱遥感器超长线阵CCD驱动器， 包括CCD器件、模拟驱动电路、数字驱动电路，外部输入的电压信号经模拟 驱动电路滤波分压后为CCD器件^是供工作电源，外部输入的数字时序信号经 数字驱动电路进行阻抗匹配和功率驱动后送至CCD器件驱动CCD内部电荷转 移，所述的模拟驱动电路和数字驱动电路分别布置在两块PCB印制电路板上， CCD器件布置在所述两块PCB印制电絲4反中的任意一块上，两块PCB印制电 路板层叠放置并通过板间连接器连接进行信号传输。
所述的板间连接器为单排插针、插座对接式连接器。
所述的两块PCB印制电路板之间的间距为10mm~ 15mm。
所述的数字驱动电路包括电阻R41 R50、电容C51和C52、以及第一功 率驱动器和第二功率驱动器；信号输入端同时与电阻R41和R44的一端相连， 电阻R41的另一端与第一功率驱动器的输入端相连，电阻R44的另一端与第 二功率驱动器的输入端相连，第一功率驱动器的输出端经电阻R47与第一信号 输出端相连，第二功率驱动器的输出端经电阻R49与第二信号输出端相连，第 一功率驱动器的电源端、第二功率驱动器的电源端同时与电源VCC输入端连 接，第一功率驱动器的地线端与第二功率驱动器的地线端同时接参考电位，电 阻R42连接在电源VCC输入端和第一功率驱动器的输入端之间，电阻R43连 接在第一功率驱动器的输入端和参考电位之间，电阻R45连接在电源VCC输 入端和第二功率驱动器的输入端之间，电阻R46连接在第二功率驱动器的输入 端和参考电位之间，电阻R48的一端与第一信号输出端相连，电阻R48的另 一端经电容C51接参考电位，电阻R50的一端与第二信号输出端相连，电阻 R50的另 一端经电容C52接参考电位。
所述的第一功率驱动器或第二功率驱动器为ICL7667。
本实用新型与现有技术相比的优点在于其一，本实用新型将CCD的才莫拟驱动电路与数字驱动电路分别布置在两块PCB电路板上，这样可以避免数字 信号中的噪声对模拟信号产生影响；其二，两块PCB电路板之间采用电连接器 连接，并且两块PCB电路板间距为10mm-15mm之间，这样可以保证数字 驱动信号传输距离较短，不会导致信号质量下降；其三，本实用新型中的数字 驱动电路中的两个功率驱动器采用同一个输入信号，这样可以有效保证两个功 率驱动器输出信号相位一致。
图1为现有的CCD驱动器的结构原理图； 图2为本实用新型CCD驱动器的结构原理图； 图3为现有的CCD驱动器中数字驱动电路的原理图； 图4为本实用新型CCD驱动器中数字驱动电路的原理图。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型空间多光谱遥感器超长线阵CCD驱动器的结构 原理图。本实用新型CCD驱动器采用分层结构设计方法，包括模拟驱动电路 和数字驱动电路。模拟驱动电路接收外部输入电源信号，经过滤波、分压后输 出给CCD。数字驱动电路接收外部输入的数字时序信号，并将同源信号分别经 终端电阻进^^阻抗匹配后，经功率驱动器件进行驱动后输出到CCD器件驱动 CCD内部电荷转移。模拟驱动电路与数字驱动电路分别布局在两块PCB印制 电路板上。两块PCB印制电路板重叠放置，电路板间用单排的插针、插座式板 间连接器连接，用于传输驱动信号。板间连接器紧邻CCD器件放置，缩短了 驱动信号传输距离，使CCD的全部驱动信号的传输距离都较短，解决了单层 印制板设计时一部分驱动信号传输距离长的问题。CCD器件可任意布置在两块 PCB印制电路板中任意一个之上。
两块PCB印制电路板间距为10mm ~ 15mm之间，距离小于10mm会导 致两块PCB印制电路板相邻面的元器件发生碰撞，距离大约15mm会导致数 字驱动信号传输距离过长，进而引起信号质量下降。如图4所示，本实用新型空间多光谱遥感器超长线阵CCD驱动器中数字 驱动电路的原理图，包括信号输入端401、第一信号输出端402、第二信号输 出端403、电源VCC输入端404、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、 电阻R45、电阻R46、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电容C51、 电容C52、第一功率驱动器431、第二功率驱动器432。本实用新型中的功率 驱动器选用maxim公司的ICL7667。由于CCD器件需要有两个相位匹配的驱 动信号同时输入，为解决驱动信号相位匹配的问题，将图3两个信号输入端的 电路改为4又有一个信号输入端，将输入的信号分别经过电阻R41 、电阻R44分 为两个信号，其中电阻R41、电阻R44的阻值为10Q 100Q之间。为了解决 一个信号分为两个信号后的阻抗匹配问题，在第一功率驱动器431的输入端增 加了阻抗匹配电阻R42和电阻R43，在第二功率驱动器432的输入端增加了阻 抗匹配电阻R45和电阻R46。电阻R42、电阻R43、电阻R45、电阻R46的 阻值为1KQ 10KQ之间。第一功率驱动器431的输出信号经过电阻R47 (阻 值在20Q 50Q之间)后，由第一信号输出端402输出。在电阻R48(阻值在 1KQ ~ 之间)与电路地之间增加了电容C51,从而将如图3所示的直流 匹配改为交流匹配，这样可以降低第一功率驱动器431的输出功耗。第二功率 驱动器432的输出电路原理与第一功率驱动器431相同。由于两个功率驱动器 电路原理相同，且采用了同一个信号输入端401的输入信号，因此第一信号输 出端402与第二信号输出端403的输出信号相位匹配，且匹配偏差小于1ns， 远远低于图3电路的相位偏差3ns。
本实用新型说明书中未详细描述内容属本领域专业技术人员的公知技术。
权利要求1、空间多光谱遥感器超长线阵CCD驱动器，包括CCD器件、模拟驱动电路、数字驱动电路，外部输入的电压信号经模拟驱动电路滤波分压后为CCD器件提供工作电源，外部输入的数字时序信号经数字驱动电路进行阻抗匹配和功率驱动后送至CCD器件驱动CCD内部电荷转移，其特征在于所述的模拟驱动电路和数字驱动电路分别布置在两块PCB印制电路板上，CCD器件布置在所述两块PCB印制电路板中的任意一块上，两块PCB印制电路板层叠放置并通过板间连接器连接进行信号传输。
2、 根据权利要求1所述的空间多光谱遥感器超长线阵CCD驱动器，其特 征在于所述的板间连接器为单排插针、插座对接式连接器。
3、 根据权利要求1或2所述的空间多光谱遥感器超长线阵CCD驱动器， 其特征在于所述的两块PCB印制电路板之间的间距为10mm~ 15mm。
4、 根据权利要求3所述的空间多光谱遥感器超长线阵CCD驱动器，其特 征在于所述的数字驱动电路包括电阻R41~R50、电容C51和C52、以及第 一功率驱动器(431 )和第二功率驱动器(432);信号输入端(401 )同时与电 阻R41和R44的一端相连，电阻R41的另一端与第一功率驱动器(431 )的 输入端相连，电阻R44的另一端与第二功率驱动器(432)的输入端相连，第 一功率驱动器(431 )的输出端经电阻R47与第一信号输出端(402)相连， 第二功率驱动器(432)的输出端经电阻R49与第二信号输出端(403)相连， 第一功率驱动器(431 )的电源端、第二功率驱动器(432)的电源端同时与电 源VCC输入端(404)连接，第一功率驱动器(431)的地线端与第二功率驱 动器(432)的地线端同时接参考电位，电阻R42连接在电源VCC输入端(404) 和第一功率驱动器(431 )的输入端之间，电阻R43连接在第一功率驱动器(431 ) 的输入端和参考电位之间，电阻R45连接在电源VCC输入端(404)和第二 功率驱动器(432)的输入端之间，电阻R46连接在第二功率驱动器(432) 的输入端和参考电位之间，电阻R48的一端与第一信号输出端(402)相连，电阻R48的另一端经电容C51接参考电位，电阻R50的一端与第二信号输出 端(403)相连，电阻R50的另一端经电容C52接参考电位。
5、根据权利要求4所述的空间多光谱遥感器超长线阵CCD驱动器，其特 征在于所述的第一功率驱动器(431 )或第二功率驱动器(432)为ICL7667。
专利摘要空间多光谱遥感器超长线阵CCD驱动器，包括CCD器件、模拟驱动电路、数字驱动电路。模拟驱动电路和数字驱动电路分别布置在两块PCB印制电路板上，CCD器件布置在上述两块PCB印制电路板中的任意一块上，两块PCB印制电路板层叠放置并通过板间连接器连接进行信号传输。本实用新型可在高频率下保证驱动信号的相位匹配。
文档编号H04N5/217GK201360295SQ200920105540
公开日2009年12月9日 申请日期2009年2月24日 优先权日2009年2月24日
发明者旻 万, 徐宏宇, 伟 曹, 郭元荣 申请人:北京空间机电研究所