嵌入式线阵ccd暗噪声检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，具有用于固定线阵CCD的CCD固定单元，由温度调节组件、温度感应组件以及温度调节组件驱动器件组成的温度控制单元，遮光单元以及用于检测CCD暗噪声CCD检测单元，CCD检测单元通过其内的第二接插件与同CCD固定单元焊接于同一块印刷电路板上的第一接插件相连，实现与CCD固定单元以及温度控制单元的连接，本实用新型提供的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置可以测量线阵CCD在不同温度、不同积分时间下各个像元的暗噪声水平，使得本实用新型提供的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置方便用户挑选合适的CCD器件并为最终的信号修正提供依据，为系统的应用环境提供指导作用。
【专利说明】嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于线阵CXD领域，具体涉及一种线阵CXD暗噪声检测装置。
【背景技术】
[0002]线阵CCD(Charge Coupled Device,电荷稱合器件)是一种光电转换元件,具有成本低、灵敏度高等特点，在工业检测、条码扫描、文件扫描、光谱测量等领域都有广泛的应用。理想情况下，CCD各像元的感光特性是完全一致的，在没有光照的情况下，其输出信号电压幅值应该为零。然而，由于材料和工艺等原因，在相同光强作用下，各像元的输出不尽相同，而且，在没有光信号的情况下，其依然有信号输出，即CCD的暗噪声,且输出信号电压幅值大小和器件温度及积分时间相关。因此，在实际应用中，系统获得的信号大小除了实际的光强信号外，还包含此时的暗噪声信号幅值。CCD的暗噪声是评价CCD性能好坏的一个重要参数，选用的CCD是否合适，决定着一个测量系统的成败。
[0003]不同的应用场合下，由于(XD工作的温度和积分时间不同，同一块(XD同一像兀的噪声大小也不相同，一般情况下，CCD噪声水平会随工作温度的升高和积分时间的增长而增力口。为了能够获得较准确的信号，必须对所选用CCD在不同条件下的噪声水平有明确的了解，以便在信号处理过程中进行修正，从而提高系统测量的准确度，提升产品的性能和竞争力。同时，在已知不同条件下CCD暗噪声的情况下，可对系统的工作条件起到指导作用，t匕如可以根据测量结果给定系统工作的温度范围及积分时间范围等。
[0004]目前，没有专门针对CCD暗噪声进行检测的装置，标定CCD暗噪声多采用的方法是用户依据实际应用情况来标定特定条件下的CCD暗噪声，由于无法系统得知整个CCD暗噪声的情况，因此也难以实现购买仪器前选用适宜的线阵CCD，只能凭借经验或在仪器购置后通过实验确定CXD的型号是否合适。
实用新型内容
[0005]本实用新型是为解决上述问题而进行的，通过提供一种嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置及检测方法，使得系统测试不同条件下的CCD暗噪声得以实现。
[0006]本实用新型采用了如下技术方案:
[0007]本实用新型提供的用于检测线阵CCD暗噪声信号幅值的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，具有这样的特征，包括:温度控制单元，用于控制线阵CCD的工作温度，包括温度调节组件、温度感应组件以及温度调节组件驱动器件，温度调节组件在温度调节组件驱动器件的驱动下，用于改变线阵CXD的工作温度，温度感应组件用于感应线阵CXD工作温度的变化；遮光单元，覆盖于线阵CCD外侧，用于遮挡照射在线阵CCD上的光线；以及CCD检测单元，和温度控制单元连接，用于检测不同温度和不同积分时间下线阵CXD暗噪声信号幅值，其中，CXD检测单元可产生线阵CXD工作时序，线阵CXD工作时序驱动线阵CXD工作，开始输出信号，即，CCD暗噪声信号，同时，线阵CCD工作时序还用于控制检测条件中的积分时间。
[0008]本实用新型提供的嵌入式线阵C⑶暗噪声检测装置，还可以具有这样的特征，还包括:(XD固定单元，包括用于固定线阵CXD的锁紧件。
[0009]本实用新型提供的嵌入式线阵CXD暗噪声检测装置，还可以具有这样的特征:(XD检测单元具有人机交互界面、微控制器件、可编程逻辑器件、电平转换器件、信号调理电路、高精度模数转换器件、数据缓冲器件、显示组件以及通讯组件，人机交互界面、可编程逻辑器件、数据缓冲器件、显示组件以及通讯组件和微控制器件连接，电平转换器件、高精度模数转换器件以及数据缓冲器件和可编程逻辑器件连接，电平转换器件通过线阵CXD和信号调理电路、高精度模数转换器件以及数据缓冲器件还形成一个顺序连接。
[0010]本实用新型提供的嵌入式线阵C⑶暗噪声检测装置，还可以具有这样的特征，还包括:存储单元，和微控制单元连接，用于存数线阵CCD暗噪声的测试数据。
[0011]本实用新型提供的嵌入式线阵C⑶暗噪声检测装置，还可以具有这样的特征:固定单元和温度感应组件焊接于一块印刷电路板上。
[0012]本实用新型提供的嵌入式线阵CXD暗噪声检测装置，还可以具有这样的特征:印刷电路板上还设置有和线阵CCD、温度调节组件以及温度调节组件驱动器件连接的第一接插件。
[0013]本实用新型提供的嵌入式线阵CXD暗噪声检测装置，还可以具有这样的特征:(XD检测单元中还设有第二接插件，CXD检测单元通过第二接插件和第一接插件的连接实现与CCD固定单元以及温度控制单元的连接。
[0014]本实用新型提供的嵌入式线阵CXD暗噪声检测装置，还可以具有这样的特征:信号调理电路包含顺序连接的电压跟随电路、反相电路以及放大电路三部分，电压跟随电路作为与后级电路间的缓冲器，避免后级电路对CCD输出信号造成干扰，反相电路用于将CCD输出信号即，暗噪声信号的相位反转180°，放大电路用于将CCD暗噪声信号进行放大，提高系统的灵敏度和测量精度。
[0015]实用新型作用与效果
[0016]本实用新型提供了一种嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，具有用于固定线阵CCD的CCD固定单元，由温度调节组件、温度感应组件以及温度调节组件驱动器件组成的温度控制单元，遮光单元以及用于检测CXD暗噪声CXD检测单元，CXD检测单元通过其内的第二接插件与同CCD固定单元焊接于同一块印刷电路板上的第一接插件相连，实现与CCD固定单元以及温度控制单元的连接，本实用新型提供的嵌入式线阵CXD暗噪声检测装置是针对线阵CCD的全自动暗噪声测量仪器，依据其测试方法，可以测量线阵CCD在不同温度、不同积分时间下各个像元的暗噪声水平，而后通过上位机控制，将测量的数据直接传到上位机内进行数据分析，同时通过显示组件进行显示，使得本实用新型提供的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置可使用户根据不同温度条件下CCD的噪声情况来决定系统工作的最佳温度范围，同时为用户挑选合适的CCD器件提供指导作用并为最终的信号修正提供依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置结构示意图；
[0018]图2是本实用新型的线阵CCD检测单元的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型的温度调节组件驱动器件的驱动电路原理图；
[0020]图4是本实用新型的电平转换电路原理图；
[0021]图5是本实用新型的线阵CXD输出信号示意图；
[0022]图6是本实用新型的信号调理电路中的电压跟随电路原理图；
[0023]图7是本实用新型的信号调理电路中的反相电路原理图；
[0024]图8是本实用新型的信号调理电路中放大电路原理图；
[0025]图9是本实用新型的高精度模数转换器件工作原理示意图；以及
[0026]图10为本实用新型的数据缓冲器件工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图来说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0028]图1是本实施例的嵌入式线阵CXD暗噪声检测装置结构示意图。
[0029]如图1所示，嵌入式线阵CXD暗噪声检测装置100包括线阵CXDl、固定线阵CXDl的CXD固定单元2、控制线阵CXDl工作温度的温度控制单元3、遮光单元4、CXD检测单元5、印刷电路板(PCB)6以及第一接插件7。
[0030]温度控制单元3包括温度调节组件31、温度调节组件驱动器件32以及温度感应组件33，温度调节组件31在温度调节组件驱动器件32的驱动下，用于改变线阵CXDl的工作温度，温度感应组件33用于感应线阵CCDl工作温度的变化；固定单元2和第一接插件7分别焊接于印刷电路板6同一面的两侧，遮光单元4覆盖在固定单元I以及温度控制单元3的外侧，以遮挡照射在线阵CXDl上的光线，第一接插件7具有和线阵(XD1、温度调节组件31以及温度调节组件驱动器件32连接的引脚。
[0031]CXD检测单元5上具有第二接插件51，第二接插件51上具有CXD供电的电源接口511、驱动CXD工作的信号接口 512以及接收C⑶输出的信号接口 513，第二接插件51通过这些接口和第一接插件7连接，进而实现和线阵CXDl以及温度控制单元3的连接。
[0032]图2是本实施例的线阵CXD检测单元的结构示意图。
[0033]如图2所示，CXD检测单元5包括人机交换界面52、微控制器件(MCU) 53、可编程逻辑器件54、电平转换器件55、信号调理电路56、高精度模数转换器件(ADC) 57、数据缓冲器件(FIFO) 58、显示组件591以及通讯组件593，微控制器件53还连接有存储组件592，用于将微控制器件53读取的数据进行保存。
[0034]人机交换界面52、可编程逻辑器件54、数据缓冲器件58、显示组件591、存储组件592以及通讯组件593和微控制器件53连接，电平转换器件55、高精度模数转换器件57以及数据缓冲器件58和可编程逻辑器件54连接，电平转换器件55通过线阵CXDl和信号调理电路56、高精度模数转换器件(ADC) 57以及数据缓冲器件(FIFO) 58还形成一个顺序连接。
[0035]本实施例提供的线阵CCD暗噪声的检测方法，包含下列步骤:
[0036]步骤1，在人机交互界面52中设定温度测量范围T1-T2、积分时间范围trt2、测量的温度间隔Λ Τ、微分时间间隔Λ t以及在预定温度和积分时间下的采集次数N ;
[0037]步骤2，微控制器件53根据用户的输入参数，首先控制温度调节组件驱动器件31设定线阵CXDl的工作温度并驱动温度条件组件32开始工作，同时微控制器件53实时监测来自于温度感应组件33的温度变化，当检测到线阵CCDl的工作温度为设定温度时，向可编程逻辑器件54发出数据采集开始信号；
[0038]步骤3，可编程逻辑器件54在收到微控制器件53发出的开始进行数据采集信号后，产生线阵CCD、高精度模数转换器件以及数据缓冲器件工作时序，并控制线阵CCD 1、高精度模数转换器件57以及数据缓冲器件58同步工作，其中，可编程逻辑器件54输出的高电平需经电平转换器件55转换为线阵CCD需求的高电平，驱动线阵CCD工作，开始输出信号，即本实施例中的CCD暗噪声信号；
[0039]步骤4，在C⑶工作时序的驱动下，经预定积分时间后，线阵CXD内存储的电荷信号从信号输出端转移出来，转移出的电荷信号经信号调理电路进行反相和放大；
[0040]步骤5，高精度模数转换器件57在可编程逻辑器件54的控制下将步骤4中的输出信号转化为数字信号，并将数字信号存储于数据缓冲器件58中；
[0041]步骤6，当线阵CXD I内部的全部像元电荷转移完毕后，可编程逻辑器件54向微控制器件53发出数据采集结束信号，一帧数据转换完毕，并等待微控制器件53发出新的数据采集信号；
[0042]步骤7，微控制器件53从数据缓冲器件58内读取CCD暗噪声数字信号数据到内存中，根据信号调理电路里面的信号放大倍数，计算出实际各像元的输出，并将其存储在与微控制器件53连接的存储组件592中，同时将数据以折线图的形式在显示组件591上进行显示，也可通过通讯组件593向计算机或智能手机传输测试数据；
[0043]步骤8，一帧数据测量结束后，微控制器件53检测当前温度和积分时间下测量的次数是否为N，当达到N次时，将N次测量的数据进行平均，并将该平均值作为工作温度为T1、积分时间为h的条件下，CCD各像元输出的信号值，微控制器件53将平均值存储到存储组件592内，同时在显示组件591上进行显示，也可通过通讯组件593向计算机或智能手机传输测试数据；
[0044]步骤9，当工作温度为T1、积分时间为h时CXD暗噪声测量完毕后，先保持工作温度不变，改变积分时间，测量在温度为T1时，设定的各积分时间条件下CCD暗噪声大小，之后，再测量温度为T1+Λ T时，各积分时间条件下CCD的暗噪声大小，依次类推，直至测量完毕各种温度和积分时间条件下CCD的暗噪声大小或者收到用户中止测量的指令为止。
[0045]针对不同型号的线阵CCD，可利用可编程逻辑器件54编写不同的驱动程序，以满足对不同线阵CCD暗噪声的测量需要。
[0046]根据实际应用的方便性及线阵CCD的工作温度的实现效率，本实施例中固定单元为锁紧件，温度调节组件为半导体制冷器件(TEC)，温度调节组件驱动器件为半导体制冷器件驱动器件，温度感应器件为热敏电阻，显示组件为LCD，存储组件为SD卡，通讯组件包括232串口、USB接口、网口等有线接口，还包括蓝牙、WIFI等无线通讯方式。
[0047]以下对本实施例中的部分部件的工作原理进一步进行说明。
[0048]一.温度控制原理
[0049]图3为本实施例中温度调节组件驱动器件的驱动电路原理图。
[0050]半导体制冷器件(TEC)驱动电路原理图如图4所示，温度感应组件32为热敏电阻R8，用于检测线阵CXDl工作的环境温度，其阻值会随温度的变化而变化，引起芯片311第18号引脚上的输入电压V1的变化。芯片311第19号引脚上的输入电压V2大小由用户决定，用户通过人机交互界面522输入待设定的温度值，微控制器件53将输入的温度值转换为对应的电压值V2，控制数模转换器件(DAC) 315输出，端口 312为微控制器件53控制数模转换器件(DAC) 315的逻辑接口。
[0051]芯片311第11号引脚的端口 314为半导体制冷器件驱动器件32的低功耗模式选择端，与微控制器件53的1 口相连，当该引脚为低电平时，芯片311处于低功耗模式，当该引脚为高电平时，芯片311正常工作。
[0052]电阻R5、R6、R7和电容C1Q、Cn、C12通过引脚14、15、17以及45与芯片311内部集成的运放等元件构成PID控制环313，PID控制环313通过V1与V2的差值来控制流过TEC的电流大小和方向；当设定温度与线阵CCD当前工作的环境温度不同时，即V1与V2不相等时，控制环路就会自动改变流过TEC的电流大小或方向，从而引起TEC冷热面的温度发生变化，进而影响CCD工作的环境温度，导致热敏电阻R8的阻值发生变化，改变V1的大小，直至V1和V2相等为止，此时，CCD实际工作的环境温度和设定温度相同。
[0053]Vtemp为V1经芯片311内部缓冲器后的输出电压，微控制器件53通过模数字转换器57获得此电压值，芯片311输出的基准电压Vkef和调节电阻R4大小为固定值，因此可根据下式计算出R8的大小:
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[0055]通过热敏电阻阻值与温度的关系得出C⑶工作时的实时温度变化。
[0056]二.积分时间控制原理
[0057]可编程逻辑器件54产生的线阵CXD工作时序中，包含对不同积分时间的控制，通过可编程逻辑器件54输出不同的线阵CCD工作时序，实现线阵CCD在不同的积分时间内进行测试。
[0058]三.线阵CXD暗噪声测试过程中的部件工作原理
[0059]微控制器件(MCU)
[0060]微控制器件MCU(Micro Control Unit),又称单片微型计算机(Single ChipMicrocomputer)或者单片机,是指随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种1/0接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。本实施例中的微控制器件53根据用户输入参数控制系统对CCD暗噪声进行测量显示，根据用户指令对测量数据进行保存或通过通迅接口发送到上位机521中进行处理。
[0061]可编程逻辑器件
[0062]本实施例中采用的可编程逻辑器件54为现场可编程门阵列(FPGA)或者复杂可编程器件(CPLD) ,FPGA/CPLD收到微控制器件53发出的开始进行数据采集信号后，产生(XD、ADC、FIFO工作的时序，并控制线阵(XD1、高精度模数转换器件57以及数据缓冲器件58同步工作，将CCD输出的每个像元输出信号经高精度模数转换器件57转换后存储到数据缓冲器件58内，当一帧数据存储完毕后，FPGA/CPLD向微控制器件53发出数据采集结束信号，并等待微控制器件53发出新的数据采集信号。
[0063]图4是本实施例中的电平转换电路原理图。
[0064]如图4所示，可编程逻辑器件10 口 552输出的高电平一般为3.3V，而CXD逻辑高电平往往是5V或者更高，因此需要电平转换电路将10 口 552输出的高电平转换为CCD需求的逻辑高电平。电平转换电路如图5所示，电路的供电电压VCC为CCD逻辑电源，1 口输出电平从IN端输入，经光藕551后，从OUT输出，转换为C⑶逻辑电平，CXD逻辑电平通过第二接插件51中的驱动CXD工作的信号接口 512，再经第一接插件7驱动线阵CXDl工作，产生CCD暗噪声信号。
[0065]图5为本实施例中线阵CXD输出信号示意图。
[0066]线阵ran输出信号定义如图3所示，ss为零参考电位，os为cxd输出，在无光的情况下，其输出电压幅值VOS最大，随着光强的增强，输出电压幅值VOS越来越低，当光强强度达到某一值时，输出饱和，输出电压幅值VOS最低。
[0067]信号调理电路
[0068]信号调理电路56将CCD的输出信号反相和放大,使得在没有光信号的情况下，电路输出为零电位，随着光强的增强，电路输出电压幅值越高，当光强强度达到某一值时，输出饱和，输出电压幅值最高，信号调理电路由顺序连接的电压跟随电路561、反相电路562和放大电路563三部分组成，线阵CCD的暗噪声信号经第一接插件7以及接收CCD输出的信号接口 513在电压跟随电路561的IN端输入，从放大电路563的OUT端输出，进而被反相和放大。
[0069]图6是实施例中信号调理电路中的电压跟随电路原理图。
[0070]如图6所示，芯片5611为稳压芯片，VCC是电路中的供电电压，VSS是本电路公共接地端电压，R1组成分压器，电压跟随电路输入阻抗高、输出阻抗低可作为与后级电路间的缓冲器，避免后级电路对CCD暗噪声信号输出造成干扰，输出与输入信号相等。
[0071]图7是本实施例中信号调理电路中的反相电路原理图。
[0072]反相电路原理图如图7所不,稳压芯片5611的基准电压输出为Vkef,电路输出Vqut与输入Vin的关系如下:
Γ,^4Ti^2 父 ^4Ti^2 I/
Vηπτ — - X V nr- + --- X V pr- _ -- X V rV
L00/3J 0UT Hi + Ri REt R1 X [Ri + F?j) REr R1 L、
[0074]R3为可变电阻，R1 - R4为固定电阻，通过上式可知，在无光的情况下，Vin为最大值，此时可通过调节R3阻值的大小使得Vott输出电压幅值为零。随着光信号的增强Vin值变小，Vout值变大，从而达到反相的目的。
[0075]图8是本实施例中信号调理电路中的放大电路原理图。
[0076]放大电路原理图如图5所示，其输出与输入的关系如下:
^ /P、
[0077]Von = I + X Vm
V)
[0078]R1为固定电阻，R2为可变电阻，调节R2的阻值大小可改变放大电路的放大倍数，从而改变测量电路的灵敏度。
[0079]图9是本实施例中高精度模数转换器件工作原理示意图。
[0080]为提高测量结果的准确性，须采用高高精度ADC器件。本实施例选用的是具有18bit分辨率SAR型高精度模数转换器件ADS8381，其采样速率可达580KHz。
[0081]如图9所示，引脚CS、RD、CNV组成与可编程逻辑器件54的1 口相连的端口 571 ；引脚BUSY、BUS、BYTE组成与可编程逻辑器件5410 口相连的端口 573 ;数据总线ADtl-AD17的端口 572与数据缓冲器件58中的数据输入端口 584相连；模拟信号输入端口 574和放大电路563连接，用于将经信号调理电路56反相和放大的CCD暗噪声信号输入高精度模数转换器件，参考电压输入端口 575低温漂、高精度的电压参考源连接。
[0082]引脚CS为片选端口，低电平有效；引脚RD为读使能端口，下降沿时将高精度模数转换器件57中的转换数据输出到数据总线ADtl-AD17上；引脚CNV为转换时钟输入端口，下降沿开始进行模数转换；引脚BUSY为工作状态输出端口，高电平表示当前正处于模数转换状态；引脚BUS、BYTE用于选择有效数据总线位数，可被配置为8位、16位或18位总线输出。
[0083]可编程逻辑器件54按照高精度模数转换时序要求控制高精度模数转换器件57工作，将每一个CCD像元输出的模拟信号转换成数字信号。
[0084]图10为本实施例中数据缓冲器件工作原理示意图。
[0085]数据缓冲器件可采用现场可编程门阵列(FPGA)或者复杂可编程器件(CPLD)和静态随机存储器(SRAM)器件构成大容量数据缓冲器件57，也可选用独立的元器件，如IDT72V245，后者使用起来比较简单。本实施例中选用的后者，具有18位数据总线宽度，容量为4096*18bit，并且可以通过多片级联的方式增加数据总线宽度和缓存容量。
[0086]如图10所示，引脚WEN、RS、OE、REN、RCLK、EF及Qtl-Q17组成和微控制器件53的1口相连的端口 581，端口 582和可编程逻辑器件54连接，端口 FL、WX1、RX1、WX0、RX0组成多片级联用逻辑接口 583，多个数据缓冲器件可以通过逻辑接口 583以多片级联的方式增加数据总线宽度和缓存容量，端口 584和图9中的端口 571连接，用于将高精度模数转换器件57中的CCD数字信号转移至数据缓冲器件58中储存。
[0087]引脚LD为起始地址偏移控制端口 ；引脚WEN为写使能信号端口，低电平有效；弓I脚WCLK为写入时钟信号端口，当引脚WEN为低电平时，输入数据总线Dtl-D17的数据在WCLK上升时存入数据缓冲器件58 ;引脚OE为输出使能端口，低电平有效，高电平时数据总线Q0-Q17为高阻态；引脚RS为复位信号端口，当RS为低电平时，数据缓冲器件58读写指针复位到初始值；引脚REN为读使能端口，低电平有效；引脚RCLK为读出时钟，在输出使能的情况下，当引脚REN为低电平时，数据缓冲器件内数据在RCLK上升沿时输出到数据总线Qtl-Q17上；引脚EF为数据缓冲器件空标志位，低电平有效；引脚HF为数据缓冲器件半满标志位，低电平有效；引脚FF为数据缓冲器件满标志位，低电平有效；引脚PAE为数据缓冲器件内数据量达到编程下限标志位，低电平有效；引脚PAF为数据缓冲器件内数据量达到编程上限标志位，低电平有效。
[0088]微控制器件53先控制数据缓冲器件58复位，当需要进行数据采集时，微控制器件53将WEN置位低电平，允许数据写入制数据缓冲器件58，此时，可编程逻辑器件54控制高精度模数转换器件57工作并将转换后的数据直接存入到数据缓冲器件58内；当需要读取数据时，微控制器件53将OE引脚、REN引脚置为低电平，允许从数据缓冲器件58内读出数据，并控制RCLK引脚产生读信号时钟，将数据总线Qtl-Q17上输出的数据读入到系统内存，同时检测EF引脚电平状态，当EF引脚为低电平时，数据读取完毕。
[0089]实施例作用与效果
[0090]本实施例提供了一种嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，具有用于固定线阵CCD的CCD固定单元，由温度调节组件、温度感应组件以及温度调节组件驱动器件组成的温度控制单元，遮光单元以及用于检测CXD暗噪声CXD检测单元，其中，CXD检测单元通过其内的第二接插件与同CCD固定单元焊接于同一块印刷电路板上的第一接插件相连，实现与CCD固定单元以及温度控制单元的连接，本实施例提供的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置是针对线阵CCD的全自动暗噪声测量仪器，依据其测试方法，可以测量线阵CCD在不同温度、不同积分时间下各个像元的暗噪声水平，而后通过上位机控制，将测量的数据直接传到上位机内进行数据分析，同时通过显示组件进行显示，使得本实施例提供的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置可使用户根据不同温度条件下CCD的噪声情况来决定系统工作的最佳温度范围，同时为用户挑选合适的CCD器件提供指导作用并为最终的信号修正提供依据。
[0091]本实用新型不限于【具体实施方式】的范围，对本【技术领域】的普通技术人员来讲，只要各种变化在所述的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
【权利要求】
1.一种嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，用于检测所述线阵CCD暗噪声信号幅值，其特征在于，包括: 温度控制单元，用于控制所述线阵CCD的工作温度，包括温度调节组件、温度感应组件以及温度调节组件驱动器件，所述温度调节组件在所述温度调节组件驱动器件的驱动下，用于改变所述线阵CCD的工作温度，所述温度感应组件用于感应所述线阵CCD工作温度的变化； 遮光单元，覆盖于所述线阵CCD外侧，用于遮挡照射在所述线阵CCD上的光线；以及CCD检测单元，和所述温度控制单元连接，用于检测不同温度和不同积分时间下所述线阵CCD暗噪声信号幅值， 其中，所述CCD检测单元可产生线阵CCD工作时序，所述线阵CCD工作时序驱动所述线阵CCD工作，开始输出信号，即CCD暗噪声信号， 所述线阵CCD工作时序还用于控制检测条件中的积分时间。
2.根据权利要求1所述的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，其特征在于，还包括: CCD固定单元，包括锁紧件，所述锁紧件用于固定所述线阵CCD。
3.根据权利要求2所述的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，其特征在于: 其中，所述CCD检测单元具有人机互界面、微控制器件、可编程逻辑器件、电平转换器件、信号调理电路、高精度模数转换器件、数据缓冲器件、显示组件以及通讯组件， 所述人机交互界面、所述可编程逻辑器件、所述数据缓冲器件、所述显示组件以及所述通讯组件和所述微控制器件连接，所述电平转换器件、所述高精度模数转换器件以及所述数据缓冲器件和所述可编程逻辑器件连接，所述电平转换器件通过所述线阵CXD和所述信号调理电路、所述高精度模数转换器件以及所述数据缓冲器件还形成一个顺序连接。
4.根据权利要求3所述的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，其特征在于，还包括: 其中，存储组件，和所述微控制器件连接，用于存储测试数据。
5.根据权利要求4所述的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，其特征在于: 其中，所述固定单元和所述温度感应组件焊接于一块印刷电路板上。
6.根据权利要求5所述的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，其特征在于: 其中，所述印刷电路板上还设置有和所述线阵CCD、所述温度调节组件以及所述温度调节组件驱动器件连接的第一接插件。
7.根据权利要求6所述的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，其特征在于: 其中，所述CCD检测单元中还设有第二接插件，所述CCD检测单元通过所述第二接插件和所述第一接插件的连接实现与所述CCD固定单元以及所述温度控制单元的连接。
8.根据权利要求3所述的嵌入式线阵CCD暗噪声检测装置，其特征在于: 其中，所述信号调理电路包含顺序连接的电压跟随电路、反相电路以及放大电路三部分，所述电压跟随电路作为与后级电路间的缓冲器，避免后级电路对所述CCD信号输出造成干扰，所述反相电路用于将所述CCD输出信号的相位反转180°，所述放大电路用于将所述CCD的输出信号进行放大。
【文档编号】H04N5/357GK204046710SQ201420521421
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】瑚琦, 高鹏飞, 郭汉明 申请人:上海鉴谱光电科技有限公司