KAI-02150的CCD模拟前端采集电路设计
2．2 时序控制采集电路的设计
传统CCD时序控制采集电路主要由CPLD和相关双采样A／D芯片组成，垂直时钟由CPLD提供，而水平时钟和电荷复位时钟则由A／D芯片提供。为满足多种工作模式的切换，必须预存多种驱动时钟的输出样式，这样需要在CPLD中编写多种垂直时钟时序样式，大大增加了代码开发的工作量。此外传统方案外围电路复杂，驱动时钟信号源需要CPLD和A／D同时提供，在集成度、灵活性和稳定性上都有所欠缺。
文中采用两片Analog Device公司生产的AD9920A来进行精确的CCD时钟信号时序的输出和对CCD信号的进行A／D转换。AD9920A主要特点如下：12位40．5 MHz模数转换器；内置相关双采样控制电路；集成精确时序控制器；支持24路可编程垂直时钟信号输出。由于所有驱动时钟和复位信号均由AD9920A提供，与传统方案相比，文中采用的方案可以通过SPI接口配置AD9920A自身寄存器，预存多种时钟驱动样式，更加灵活方便地进行配置出多种摄像机工作模式，并且具有更高的稳定可靠性。
方案中所采用的两片AD9920A中一片工作在Master模式，用来提供CCD所需的水平垂直时钟、电荷复位信号和电子快门信号，并对通道A的CCD信号进行采集。另外一片工作在Slave模式，对通道B进行信号采集。工作在Master模式的AD9920A产生的HD和VD同步信号输入到Slave模式的AD9920A，以便同步CCD数字信号输出，在FPGA中双通道采集的图像可以得到还原。
2．3 时钟驱动电路的设计
KAI-02150的时钟驱动信号高低电平要求各不相同，前级AD9920A所提供的TTL时钟信号必须通过时钟驱动电路来进行电压转换，以符合CCD驱动电平的要求。
时钟驱动电路主要作用是为时钟信号提供直流偏置与增大时钟驱动能力。文中采用DC12V电压供电，由双通道DC／DC转换器LT3471得到16 V和-10 V电压，后经LDO稳压芯片LT1964和LT1761得到CCD垂直时钟所需的-9 V和12 V直流偏置电压。而水平时钟信号、复位信号和电子快门的直流偏置电压则主要由两片双极性D／A转换器AD5734R产生，后经LT1010电源缓冲器来提高电流输出能力。
前级Master模式的AD9920A输出的水平时钟信号与复位信号经74LCX541 8路三态CMOS缓冲器输入。为避免信号产生过多失真，在PCB布线时HL、H1、H2和RG走线的电感应非常低。为使互感最小，互补信号H1和H2的布线应尽可能对称并靠近。H5和H6信号也应如此。CCD对HL和H1至H6有很大的瞬变电流要求，因此使用较宽的PCB走线。
垂直时钟信号经IXDD604高速MOSFET驱动器输入到CCD，垂直时钟信号VIB有高中低3个电平状态。文中使用AD9920A输出的两个垂直时钟信号经过两片IXDD604来产生所需要的V1B时钟。如图2所示，当V1B_H为低时，U22的VCC为0 V，V1B可以根据V1B_ML输出中低电平。当V1B_H为高时，U22的VCC为12 V，保持V1B_ML为高使得V1B输出12V。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/177383.htm
电子快门信号的直流偏置电压由AD5734R和LT1761提供，VSUB信号由AD9920A的GPO经过三极管推挽放大电路后产生。
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