[发明专利]一种基于TCD1711DG的信号采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及现代电子技术，具体涉及一种基于TCD1711DG的信号采集系统。

背景技术

电荷耦合器件（Charge⁃coupled Device，CCD）是20 世纪中后期发展起来的一种光电传感器，可以将光学信号转换成电荷信号并按像元逐个输出。按照像元的排列方式，CCD 可分为面阵和线阵两类。由于线阵CCD具有精度高、噪声低、响应快等特点，目前被广泛应用于非接触式测量和图像扫描等领域。

二相线阵CCD 与传统线阵CCD 的区别在于，其将转换后的一维电荷信号分为相位差180°的奇、偶两路信号并行输出，从而使得CCD 的数据转换速率相较于单路输出的线阵CCD 提高了近一倍。在CCD 测量系统中，CCD信号的采集处理电路是将测量信号转换为实际观测量的关键部分，影响着整个测量系统的速度和精度。二相线阵CCD在带来高速转换速率的同时也对信号采集处理电路提出了新的功能要求：将奇、偶两路CCD信号按照正确的时序合并为完整的一维信号；对数据量较大的CCD 信号进行高速预处理，除去信号中的各种噪声。传统做法是采用分立元件搭建的功能电路，对两路信号分别进行滤波、采样、放大等预处理，再分别送入模数转换器进行A/D转换[3]，随后采用加法电路或模拟开关将奇、偶两路信号整合为一路。但这类方法的电路结构复杂，分立元件较多，工作频率受硬件限制，易引入干扰。

发明内容

本发明旨在针对上述问题，提出一种基于TCD1711DG的信号采集系统。

本发明的技术方案在于：

一种基于TCD1711DG的信号采集系统，包括处理器、采集系统、信号处理器、高速存储器以及CPLD驱动电路；所述的CPLD驱动电路分别与采集系统、信号处理器、高速存储器连接；所述的采集系统、信号处理器、高速存储器依次连接，处理器一端与高速存储器连接，另一端与信号处理器连接。

所述的采集系统包括光电传感器，所述的光电传感器为二相线阵CCD，所述的二相线阵CCD型号为TCD1711DG。

所述的信号处理器的型号为AD9826 。

所述的高速存储器的型号为IDT72V251，，容量为8K × 9 b。

本发明的技术效果在于：

本文以TCD1711DG 为例，针对二相线阵CCD 输出信号的特点和采集处理电路存在的问题，选择高速完整的信号处理器和高速存储器，设计了一种针对二相线阵CCD的高速信号采集处理系统，该系统电路结构简单且集成度高，很好地解决了二相线阵CCD 复杂的信号处理问题，实现了CCD信号的高速实时采集和处理功能，具有广泛的应用价值。

具体实施方式

一种基于TCD1711DG的信号采集系统，包括处理器、采集系统、信号处理器、高速存储器以及CPLD驱动电路；所述的CPLD驱动电路分别与采集系统、信号处理器、高速存储器连接；所述的采集系统、信号处理器、高速存储器依次连接，处理器一端与高速存储器连接，另一端与信号处理器连接。

其中，所述的采集系统包括光电传感器，所述的光电传感器为二相线阵CCD，所述的二相线阵CCD型号为TCD1711DG。所述的信号处理器的型号为AD9826 。所述的高速存储器的型号为IDT72V251，，容量为8K × 9 b。

光电传感器，它包含7 450个有效像元，像元尺寸达到4.7 μm×4.7 μm×4.7 μm，具有高灵敏度和低暗电流，工作时CCD 信号分为奇偶两路电荷同时输出，自扫描速率典型值为1 MHz（最高可达30 MHz）。CPLD 驱动电路，用来产生TCD1711DG 的工作时序，从而驱动CCD进行光电转换。选择ADI公司生产的CCD信号专用处理器AD9826 直接采集CCD 的两路输出信号，在一片IC 上实现信号预处理、信号整合和模数转换等功能。并利用读写独立的高速双端口FIFO，一端连接AD9826 以实现A/D 转换数据的实时存储；另一端连接处理器，方便其对数据的随时提取。从而实现系统对二相线阵CCD信号的高速采集和处理功能。