电平状态可调节的CCD垂直时序驱动电路的制作方法

本发明涉及一种ccd测试技术，尤其涉及一种电平状态可调节的ccd垂直时序驱动电路。

背景技术：

本发明是在第201410110710.x号中国专利的基础上所作的创新，此专利后文记为专利1；专利1公开了一种ccd垂直时序驱动电路，这种ccd垂直时序驱动电路能根据不同的时序脉冲生成对应的ccd驱动信号，从而使一套测试电路就能满足不同类型的ccd的测试需要，这就能有效降低测试过程中的硬件消耗，避免现有技术中需要为不同类型ccd单独设计驱动电路的问题，大大提高测试效率。

从前面的介绍中不难看出，专利1对于ccd测试技术领域而言意义重大，为了使之能够尽快地应用到生产实践中，发明人为其制作了样机并发放给测试人员进行使用，但在实际使用过程中却出现了新的问题：

专利1主要是为了解决不同类型ccd测试时，测试电路的通用性问题，在设计ccd垂直时序驱动电路时，并未对其高电平直流源和低电平直流源作特别考虑，高、低电平直流源均是采用的常规测试电路中所采用的直流源；测试人员用前述的ccd垂直时序驱动电路进行实际测试操作后反馈了如下问题：为了全面测试ccd的性能，测试过程中的一项重要测试项目就是，在不同高、低电平状态下，对同一ccd进行测试，这样我们就能全面了解ccd的性能状态，为完成前述的测试项目，就需要在测试过程中频繁改变高、低电平的幅值，而在现有技术中，常规测试电路所采用的直流源均不具备输出幅值动态可调的功能，测试过程中如需要改变高、低电平状态，只能采用更换电阻或者手动拧动电位器的方式来改变直流源输出信号的状态，这种调节方式操作效率较低、操作麻烦，使专利1的技术潜力难以得到充分发挥。

技术实现要素：

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种用于为ccd垂直时序驱动电路提供可调电平的电平可调直流源，其创新在于：所述电平可调直流源由两个运放电路、d/a模块、单片机和上位机组成；其中一个运放电路的输入端与d/a模块的高电平电压输出端连接，另一个运放电路的输入端与d/a模块的低电平电压输出端连接，d/a模块的控制端与单片机连接，单片机与上位机连接；所述运放电路由运算放大器、三个匹配电阻和两个匹配电容组成；所述运算放大器的反相输入端与第一匹配电阻的一端连接，第一匹配电阻的另一端接地，运算放大器的输出端与a节点连接，第二匹配电阻的一端与a节点连接，第二匹配电阻的另一端与b节点连接，第三匹配电阻的一端与b节点连接，第三匹配电阻的另一端与c节点连接，第一匹配电容的一端与a节点连接，第一匹配电容的另一端与c节点连接，c节点与运算放大器的反相输入端连接，第二匹配电容的一端与b节点连接，第二匹配电容的另一端接地，b节点形成运放电路的输出端，运算放大器的同相输入端形成运放电路的输入端。

前述电平可调直流源的原理是：本发明的d/a模块所实现的功能为现有技术中常见的数模转换功能，运放电路所实现的功能为现有技术中常见的信号放大功能；现有技术中可用于实现数模转换功能的芯片中通常集成有多个模拟输出通道，如ad5361芯片和ad5628芯片，实际使用时，只需根据相应的控制策略对芯片的多个模拟输出通道进行配置，芯片就能输出对应幅值的模拟电压信号，具体到本发明，操作人员通过操作上位机对单片机进行控制，单片机根据上位机的指令，对d/a模块的各个模拟通道进行实时配置，d/a模块的低电平电压输出端和高电平电压输出端就能输出对应幅值的模拟电压信号，模拟电压信号经运放电路处理后，就能用作ccd垂直时序驱动电路的高、低电平直流源；

前述的电平可调直流源，如果独立地来看，其所采用的器件及相应的电气原理均是现有技术中的常见技术，但是，如果从ccd测试技术的角度来看，现有技术中，在对ccd进行测试时所采用的直流源，均不具备电平状态动态可调的功能，究其原因，主要有两点：其一，在专利1出现之前，现有技术需要为每种ccd都单独设计测试电路，然后用设计出的测试电路对特定类型的ccd进行测试操作，相较于大量测试电路的设计、制作和使用等过程的繁琐程度，电平状态调节问题所带来的麻烦几乎可以忽略不计，这就导致了电平状态调节问题并未引起本领域技术人员的重视；其二，现有技术在制作测试电路时，为了便于加工、搬运和使用以及考虑直流源和测试电路的匹配问题，一般直接将用于实现直流源的电路模块集成在测试电路板上，如果再对直流源的功能进行强化、扩展，则将使得单块测试电路板的设计难度和制作成本被进一步推高，在这种情况下，大家宁愿选择通过提高测试人员操作熟练度的方式来克服电平状态调节问题。

本发明之所以迫切地希望提高测试操作中电平状态调节操作的便捷性，主要还是源于客观的技术需求：根据专利1公开的内容可知，在应用ccd垂直时序驱动电路时，还需要将其与一ccd驱动时序生成模块结合使用，与ccd驱动时序生成模块相关的技术，可参见专利1中所引用的第cn201310353387号中国专利，后文记为专利2；

结合专利1和专利2的内容可知，具体操作时，测试人员通过终端设备将控制参量录入处理芯片内，处理芯片根据控制参量控制外围电路生成相应的脉冲时序信号，然后，ccd垂直时序驱动电路再根据脉冲时序信号驱动ccd运行；前述测试过程的一个重要优势就是，一旦ccd与测试电路连接好后，测试人员只用操作终端设备就能生成对应不同测试目的的脉冲时序信号，从而高效率地完成多个测试项目，这时，我们再反观电平状态调节问题，电平状态调节的方便性问题就显得特别突出了，如果仍采用现有的电平状态调节方式与专利1、2结合，电平状态调节就会成为ccd测试过程中的短板，极大地限制专利1和专利2技术优势的发挥，于是发明人才提出了本发明的方案来改善ccd测试过程中电平状态调节的便捷性问题。

为了便于本领域技术人员实施，本发明还提出了一种电平状态可调节的ccd垂直时序驱动电路，其结构为：所述ccd垂直时序驱动电路由开关模块、稳压电路、功率幅度放大电路和电平可调直流源组成；

所述电平可调直流源由两个运放电路、d/a模块、单片机和上位机组成；其中一个运放电路的输入端与d/a模块的高电平电压输出端连接，另一个运放电路的输入端与d/a模块的低电平电压输出端连接，d/a模块的控制端与单片机连接，单片机与上位机连接；所述运放电路由运算放大器、三个匹配电阻和两个匹配电容组成；所述运算放大器的反相输入端与第一匹配电阻的一端连接，第一匹配电阻的另一端接地，运算放大器的输出端与a节点连接，第二匹配电阻的一端与a节点连接，第二匹配电阻的另一端与b节点连接，第三匹配电阻的一端与b节点连接，第三匹配电阻的另一端与c节点连接，第一匹配电容的一端与a节点连接，第一匹配电容的另一端与c节点连接，c节点与运算放大器的反相输入端连接，第二匹配电容的一端与b节点连接，第二匹配电容的另一端接地，b节点形成运放电路的输出端，运算放大器的同相输入端形成运放电路的输入端；

所述功率幅度放大电路由p沟道场效应管和n沟道场效应管组成，p沟道场效应管和n沟道场效应管的栅极形成两个输入节点，p沟道场效应管的源极与第一运放电路的输出端连接，n沟道场效应管的源极与第二运放电路的输出端连接，p沟道场效应管和n沟道场效应管的漏极短接后形成ccd垂直时序驱动电路的输出端；功率幅度放大电路能对两个运放电路的输出信号中的一者进行处理并通过ccd垂直时序驱动电路的输出端向外输出；

所述稳压电路能提供四路控制信号，其中两路控制信号对应其中一个输入节点，另外两路控制信号对应另外一个输入节点；

所述开关模块采用两个单刀双掷模拟开关，其中一个单刀双掷模拟开关用于控制p沟道场效应管的输入节点和对应的两路控制信号的选通，另外一个单刀双掷模拟开关用于控制n沟道场效应管的输入节点和对应的两路控制信号的选通；当p沟道场效应管导通时，n沟道场效应管截止，当n沟道场效应管导通时，p沟道场效应管截止，从而实现对两个运放电路的输出信号中的一者进行处理并输出。

优选地，前述的d/a模块可采用现有的ad5361芯片或ad5628芯片实现。

本发明的有益技术效果是：提出了一种电平状态可调节的ccd垂直时序驱动电路，测试操作时，测试人员只需对上位机进行操作，就能高效地为不同测试项目生成不同的控制信号。

附图说明

图1、电平可调直流源的电气原理示意图；

图2、电平状态可调节的ccd垂直时序驱动电路的电气原理示意图；

图中各个标记所对应的名称分别为：ccd驱动时序生成模块1、开关模块2-1、稳压电路2-2、功率幅度放大电路2-3、第一运放电路2-4、第二运放电路2-5、待测ccd5、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第一电容c1、第二电容c2、漏极d、栅极g、源极s、第一稳压管q1、第二稳压管q2、第一逻辑输入端in1、第二逻辑输入端in2、第一控制电压输出端com1、第二控制电压输出端com2、第一常闭端nc1、第二常闭端nc2、第一常开端no1、第二常开端no2、第一匹配电阻r4、第二匹配电阻r5、第三匹配电阻r6、第一匹配电容c3、第二匹配电容c4、运算放大器q、d/a模块3、单片机4、上位机6。

具体实施方式

一种用于为ccd垂直时序驱动电路提供可调电平的电平可调直流源，其创新在于：所述电平可调直流源由两个运放电路、d/a模块、单片机和上位机组成；其中一个运放电路的输入端与d/a模块的高电平电压输出端连接，另一个运放电路的输入端与d/a模块的低电平电压输出端连接，d/a模块的控制端与单片机连接，单片机与上位机连接；所述运放电路由运算放大器、三个匹配电阻和两个匹配电容组成；所述运算放大器的反相输入端与第一匹配电阻的一端连接，第一匹配电阻的另一端接地，运算放大器的输出端与a节点连接，第二匹配电阻的一端与a节点连接，第二匹配电阻的另一端与b节点连接，第三匹配电阻的一端与b节点连接，第三匹配电阻的另一端与c节点连接，第一匹配电容的一端与a节点连接，第一匹配电容的另一端与c节点连接，c节点与运算放大器的反相输入端连接，第二匹配电容的一端与b节点连接，第二匹配电容的另一端接地，b节点形成运放电路的输出端，运算放大器的同相输入端形成运放电路的输入端。

进一步地，所述d/a模块采用ad5361芯片或ad5628芯片实现。

一种电平状态可调节的ccd垂直时序驱动电路，其创新在于：所述ccd垂直时序驱动电路由开关模块2-1、稳压电路2-2、功率幅度放大电路2-3和电平可调直流源组成；

所述电平可调直流源由两个运放电路、d/a模块、单片机和上位机组成；其中一个运放电路的输入端与d/a模块的高电平电压输出端连接，另一个运放电路的输入端与d/a模块的低电平电压输出端连接，d/a模块的控制端与单片机连接，单片机与上位机连接；所述运放电路由运算放大器、三个匹配电阻和两个匹配电容组成；所述运算放大器的反相输入端与第一匹配电阻的一端连接，第一匹配电阻的另一端接地，运算放大器的输出端与a节点连接，第二匹配电阻的一端与a节点连接，第二匹配电阻的另一端与b节点连接，第三匹配电阻的一端与b节点连接，第三匹配电阻的另一端与c节点连接，第一匹配电容的一端与a节点连接，第一匹配电容的另一端与c节点连接，c节点与运算放大器的反相输入端连接，第二匹配电容的一端与b节点连接，第二匹配电容的另一端接地，b节点形成运放电路的输出端，运算放大器的同相输入端形成运放电路的输入端；

所述功率幅度放大电路2-3由p沟道场效应管和n沟道场效应管组成，p沟道场效应管和n沟道场效应管的栅极g形成两个输入节点，p沟道场效应管的源极s与第一运放电路2-4的输出端连接，n沟道场效应管的源极s与第二运放电路2-5的输出端连接，p沟道场效应管和n沟道场效应管的漏极d短接后形成ccd垂直时序驱动电路的输出端；功率幅度放大电路2-3能对两个运放电路的输出信号中的一者进行处理并通过ccd垂直时序驱动电路的输出端向外输出；

所述稳压电路2-2能提供四路控制信号，其中两路控制信号对应其中一个输入节点，另外两路控制信号对应另外一个输入节点；

所述开关模块2-1采用两个单刀双掷模拟开关，其中一个单刀双掷模拟开关用于控制p沟道场效应管的输入节点和对应的两路控制信号的选通，另外一个单刀双掷模拟开关用于控制n沟道场效应管的输入节点和对应的两路控制信号的选通；当p沟道场效应管导通时，n沟道场效应管截止，当n沟道场效应管导通时，p沟道场效应管截止，从而实现对两个运放电路的输出信号中的一者进行处理并输出。

进一步地，所述d/a模块采用ad5361芯片或ad5628芯片实现。