专利名称：一种ccd摄像机的电子快门电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于摄像机技术领域，尤其是一种CCD摄像机的电子快门电路。
背景技术：
在视频监控过程中，当外界环境亮度发生变化时，摄像机必须要对曝光进行控制。目前CXD图像传感器都已集成电子快门端子(SUB端子)，通过外界输入信号的变化，用来电子控制CCD曝光时间，此控制信号即为电子快门信号VSUB。由于VSUB信号为脉冲信号，其振幅一般较高，幅值范围在+19V +24V之间，但是一般MCU输出电平为TTL/LVTTL电平，幅值较低，无法直接产生符合CXD使用的VSUB信号，因此，现有电路是利用DSP产生电子快门信号，之后通过电平转换芯片产生VSUB信号或者使用专用AFE芯片产生适合CXD使用的VSUB信号。但是，上述电路无法适用于多种类型的CXD图像传感器，而且成本高、灵活性差，无法满足现今企业模块化和多产品化的设计需求。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、成本低廉、灵活性强的CCD摄像机的电子快门电路。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:一种CXD摄像机的电子快门电路，包括电容Cl、电容C2、电容C3、电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4、PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2和二极管Dl ;所述电容Cl的一端接输入信号XSUB，电容Cl的另一端与电阻Rl的一端及PNP型三极管Ql的基极相连接，电阻Rl的另一端与正电压V+及PNP型三极管Ql的发射极相连接，PNP型三极管Ql的集电极与NPN型三极管Q2的集电极及电容C2的一端相连接；所述电容C3的一端接输入信号XSUB，电容C3的另一端与电阻R2的一端及NPN型三极管Q2的基极相连接，电阻R2的另一端接工作地，三极管Q2的发射极与电阻R3的一端相连接，电阻R3的另一端接负电压V-；电容C2的另一端与输出信号VSUB、二极管Dl的负极及电阻R4的一端相连接，二极管Dl的正极接钳位电压Vclamp,电阻R4的另一端接工作地。而且，所述的电容Cl和电容C3的容值相等。而且，所述的所述的电阻R1、电阻R2和电阻R4的阻值相等。而且，所述的正电压V+为CCD中FD放大器的源级跟随器供应电压，其范围在+12V +15V之间；V-为CXD静电保护偏压，其范围在-7V -9V之间。本实用新型的优点和积极效果是:本实用新型通过对MCU输出的电子快门信号XSUB进行钳位、电压转换，提供符合CCD要求的电子快门信号，解决了现有的电子快门产生电路灵活性差、成本高的问题，具有结构设计简单、稳定、灵活性强、成本较低等特点，适合多种类型MCU及图像传感器CCD使用的电子快门电路。
图1是本实用新型的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详述。一种(XD摄像机的电子快门电路，如图1所示，包括电容Cl、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、PNP型三极管Ql、NPN型三极管Q2和二极管Dl。电容Cl的两端分别接输入信号XSUB和PNP型三极管Ql的基极，电阻Rl的两端分别接正电压V+和三极管Ql的基极。三极管Ql的发射极(E)、基极(B)、集电极(C)分别接正电压V+、电容Cl和电阻Rl的交点A、电容C2与三极管Q2交点C。电容C3的两端分别接输入信号XSUB和三极管Q2的基极。电阻R2的两端分别接工作地、电容C3与三极管Q2的交点B。电阻R3的两端分别接三极管Q2的发射极和负电压V-。三极管Q2的发射极(E)、基极(B)、集电极(C)分别接电阻R3不与负电压相V-接的一端D、电容C3和电阻R2的交点B、电容C2与三极管Ql交点C。电容C2的两端分别接三极管Ql和Q2的交点C、输出信号VSUB。二极管Dl的两端分别接钳位电压Vclamp和输出信号VSUB。电阻R4的两端分别接输出信号VSUB和工作地。本实用新型的工作原理为:电路中V+为CXD中FD放大器的源级跟随器供应电压，范围在+12V +15V之间；V-为C⑶静电保护偏压，一般在-7V -9V之间。Vclamp为VSUB信号的钳位电压，一般依CXD的要求而设计。一般情况下PAL制系统中，CXD所需VSUB信号频率为25HZ的窄脉冲，脉冲宽度T为2 3us之间，高低电平的压差即脉冲的振幅Vpp=(V+)- (V-)，其低电平为Vclamp，高电平为Vclamp+Vpp。该电路所需要的输入信号XSUB为MCU输出的25HZ的方波信号，其电平为TTL或者CMOS类型。XSUB信号峰峰值较低，高电平一般为Vh=3V 5V，低电平为0V。在t0时刻，XSUB=OV,NPN型三极管Q2的基极电压VB大于其射极电压VD，Q2工作在导通状态。此时，工作地，电阻R2，Q2的发射结，电阻R3，电源-7V组成一个电流通路。此通路的电流为:Iq2= (0V- (V-)-0.7V)/ (R2+R3)，其中0.7V为三极管Q2的PN结导通电压。因此，三极管Q2的发射极电压VD0=Iq2 X R3+V-，Q2的基极电压VBO被钳位到VD0+0.7V,Q2的集电极VCO也被钳位到VD0。与此同时，由于PNP型三极管Ql的发射极电压V+等于基极电压VA0，集电极电压VCO小于基极电压，其PN结均处于截止状态，即三极管Ql处于截止状态。在tl时刻，XSUB由OV升高到Vh，给电容Cl、C3充电完成后，三极管Ql的基极电压VA1、三极管Q2的基极电压VBl和射级电压VDl升高到VAO+Vh、VBO+Vh、VDO+Vh。此时，PNP型三极管Ql保持截止状态，之后电容Cl通过电阻Rl放电。而NPN型三极管Q2仍符合导通条件，其基极电压VB1、射级电压VDl被迅速钳位至VBO和VD0。电阻R3的作用是减弱此尖峰对负压源的干扰，同时由于其对输出信号低电平VDO的影响，其大小的选择应综合考虑这两点因素。在t2时刻，XSUB由Vh下降到0V，同时三极管Ql的基极电压VA2、三极管Q2的基极电压VB2瞬间降低到VA0-Vh、VB0-Vh。由于此负脉冲的影响，三极管Ql和Q2的状态发生改变。PNP型三级管Ql的基极电压VA2小于Ql发射极电压V+，Ql由截止状态变化为导通状态。同时，NPN型三极管Q2的基极电压VB2小于Q2发射极电压，Q2由导通状态变化为截止状态。此时三极管Ql和三极管Q2的集电极连接点C点电压发生突变，VCl被钳位至V+。NPN型三极管Q2在负脉冲的影响下，基极电压VBO降低至VB2=VB0_Vh，而后，工作地通过电阻R2对电容C2充电，当经过T时间后，基极电压VB2逐渐升高至大于Q2发射极电压VD0。同时，PNP型三级管Ql的基极电压VA2也逐渐升高至大于Ql发射极电压V+。因此，T时刻后，NPN型三极管Q2由截止状态变化为导通状态，而PNP型三级管Ql由导通状态变化为截止状态，三极管的集电极连接点C点电压回落，VC2重新钳位至VD0。上文中所述的T时刻即为输出电子快门信号的脉冲宽度。T的计算方法为:T=-R2XC3Xln (Vh/(Vh-V-))ο电容C2为隔直通交电容，主要起隔离直流电平以及耦合脉冲信号的作用。同时电容C2和电阻R4在PNP型三极管Ql导通、NPN型三极管Q2截止时，与PNP型三极管Ql形成充放电回路。此时应注意，其充电时间T2=R4XC2应大于脉冲时间T。否则T2时间内，NPN型三极管Q2还未达到导通状态，三极管的集电极连接点C点电压会被钳位至Vclamp，导致输出信号VSUB出现问题。二极管Dl为电子脉冲信号提供钳位电压，电压的大小依CCD要求而定。此实施例中，假设快门V+=15V，V-=-7V, Vclamp=8V,选取电容Cl=C3=luF，电阻R1=R3=10K，电容C2=10uF，电阻R4=10K，PNP型三级管Ql选择通用型PNP型三极管2SA1576A，NPN型三极管Q2选择通用型三极管2SC4081，二极管Dl选择开关二极管1SS355。需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种CXD摄像机的电子快门电路，其特征在于:包括电容Cl、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2和二极管Dl ;所述电容Cl的一端接输入信号XSUB，电容Cl的另一端与电阻Rl的一端及PNP型三极管Ql的基极相连接，电阻Rl的另一端与正电压V+及PNP型三极管Ql的发射极相连接，PNP型三极管Ql的集电极与NPN型三极管Q2的集电极及电容C2的一端相连接；所述电容C3的一端接输入信号XSUB，电容C3的另一端与电阻R2的一端及NPN型三极管Q2的基极相连接，电阻R2的另一端接工作地，三极管Q2的发射极与电阻R3的一端相连接，电阻R3的另一端接负电压V-;电容C2的另一端与输出信号VSUB、二极管Dl的负极及电阻R4的一端相连接，二极管Dl的正极接钳位电压Vclamp，电阻R4的另一端接工作地。
2.根据权利要求1所述的一种CCD摄像机的电子快门电路，其特征在于:所述的电容Cl和电容C3的容值相等。
3.根据权利要求1所述的一种CCD摄像机的电子快门电路，其特征在于:所述的所述的电阻R1、电阻R2和电阻R4的阻值相等。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种CCD摄像机的电子快门电路，其特征在于:所述的正电压V+为CXD中FD放大器的源级跟随器供应电压，其范围在+12V +15V之间；V-为CXD静电保护偏压，其范围在-7V -9V之间。
专利摘要本实用新型涉及一种CCD摄像机的电子快门电路，其技术特点是输入信号连接电容C1、电阻C2的一端，电容C1的另一端与电阻R1的一端及三极管Q1的基极相连接，电阻R1的另一端与正电压V+及Q1的发射极相连接，Q1的集电极与三极管Q2的集电极及电容C2的一端相连接；电容C3的另一端与电阻R2的一端及Q2的基极相连接，电阻R2的另一端接工作地，Q2的发射极与电阻R3的一端相连接，电阻R3的另一端接负电压V-；电容C2的另一端与输出信号、二极管D1的负极及电阻R4的一端相连接，二极管D1的正极接钳位电压，电阻R4的另一端接工作地。本实用新型设计合理，具有结构设计简单、稳定、灵活性强、成本较低等特点。
文档编号H04N5/235GK202998282SQ20122058797
公开日2013年6月12日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者武付军, 王闪闪 申请人:天津市亚安科技股份有限公司