[发明专利]一种线阵CCD光积分时间自适应调节系统

说明书

本发明公开了一种线阵CCD光积分时间自适应调节系统，属于光电探测技术领域；该系统包括信号处理单元和调节单元；所述信号处理单元用于将CCD器件输出的电压信号与预设的阈值电压进行比较，根据比较结果输出对应的调节指令；所述调节单元用于根据所述调节指令增加或减小输出至CCD器件的转移脉冲个数，直至CCD器件输出的电压信号落入预先设定的阈值范围，从而实现对光积分时间的调节；本发明通过闭环回路改变CCD光积分阶段的转移脉冲个数，实现光积分时间的自适应调节，提高系统的测量精度及抗干扰性。

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，更具体地，涉及一种线阵CCD光积分时间自适应调节系统，用于自动调节线阵CCD器件的光积分时间以控制CCD输出信号幅值。

背景技术

CCD器件作为现代视觉信息获取的一种基础器件，被广泛应用于光谱分析仪、位置检测系统及众多微小角度精密测角系统。CCD技术应用中，往往通过CCD输出信号幅值来反应被测目标信息，若CCD输出信号幅值过大，无法真实反映被测目标信息；若CCD输出信号幅值过小，容易淹没在噪声中，因此，CCD器件的输出信号幅值直接影响测量精度和系统信噪比。

根据CCD器件自身特性，影响CCD输出信号幅值主要有三个因素：光照强度、灵敏度和光积分时间。目前主要通过改变以上三个因素来提高CCD输出信号幅值，从而提高系统测量精度和抗干扰性。在选定CCD器件后，灵敏度也就确定，因此CCD输出信号幅值主要取决于光积分时间和光照强度。

采用改变光照强度的方法，其设计电路比较复杂，并且在改变光照浮动和光强时CCD易发生饱和，无法真实反映被测目标信息；且光照容易受光源污染等影响，造成光照度不稳定。因此，现有技术主要采用改变光积分时间的方法来改变信号输出幅值，而改变光积分时间的常用手段为改变系统主频，但这种方法存在一个显著缺点，就是改变系统主频时，光积分时间变化太大，导致输出信号幅值的变化幅度很大，不易实现自动控制和精细化调节，进而影响CCD器件的测量精度。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种线阵CCD光积分时间自适应调节系统，其目的在于解决现有技术中通过改变系统主频来调节光积分时间存在的输出信号幅值的变化幅度大，无法实现自动控制和精细化调节，影响CCD器件的测量精度的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种线阵CCD光积分时间自适应调节系统，包括信号处理单元和调节单元；

所述信号处理单元用于将CCD器件输出的电压信号与预设的阈值电压进行比较，根据比较结果输出对应的调节指令；

所述调节单元用于根据所述调节指令增加或减小输出至CCD器件的转移脉冲个数，直至CCD器件输出的电压信号落入预先设定的阈值范围，从而实现对光积分时间的调节。

优选的，上述线阵CCD光积分时间自适应调节系统，还包括信号采集单元，所述信号采集单元的输出端与信号处理单元的输入端相连，用于采集CCD器件输出的模拟电压信号并将其转换为数字电压信号。

优选的，上述线阵CCD光积分时间自适应调节系统，当CCD器件输出的电压信号大于阈值电压时，信号处理单元输出第一调节指令；所述第一调节指令用于控制调节单元根据给定的步进单位减小输出至CCD器件的转移脉冲个数；

当CCD器件输出的电压信号小于阈值电压时，信号处理单元输出第二调节指令；所述第二调节指令用于控制调节单元根据给定的步进单位增加输出至CCD器件的转移脉冲个数。

优选的，上述线阵CCD光积分时间自适应调节系统，其信号处理单元采用DSP数字信号处理器。

优选的，上述线阵CCD光积分时间自适应调节系统，其调节单元采用CPLD芯片，所述CPLD芯片包括基准时钟模块、分频器、第一计数器、第二计数器和与门；