学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于FPGA的电子倍增CCD成像系统设计

作　者: 沈吉
导　师: 房红兵; 邹继鑫
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 电子倍增CCD 微光夜视技术 SDRAM 高压驱动信号发生
分类号: TN223
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 15次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

微光夜视技术一直是各国军事侦查技术研究的重点方向之一。在低照度的战场环境下,对目标的快速识别直接关乎到军事力量的生存能力。电子倍增CCD以其全固态,全天时的特性成为各军事强国微光夜视技术研究领域的重点方向之一。与此同时,以电子倍增CCD为核心的微光探测组件,以其高系统可靠性、便于系统集成与数字化以及倍增电压自适应实现大动态范围的突出特点也迅速成为各国军事装备发展的重点。本课题基于国内自主研制的电子倍增CCD器件,根据其对驱动信号的要求以及输出信号的特点,设计了一款可靠、低噪、稳定的成像系统。工作的重点在于全新的采用分立器件搭建的驱动电路方案,优化了驱动信号的质量,降低电子倍增CCD驱动电路的功耗水平。同时设计了匹配的电源电路方案,兼用开关模式电源与线性稳压器,既满足系统需要,也尽量使得系统功耗最小。系统的主控模块以可编程逻辑器件FPGA为核心,完成了信号发生、数据采集以及数据处理的工作。FPGA外挂了SDRAM,为更深入的系统数字化集成,在线图像处理提供了接口。实验证明,该成像系统在环境照度10-3～103lx的条件下均能实现实时成像,即使在低照度的情况下,输出图像的质量仍然稳定、清晰,满足低照度微光环境下的应用需求。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1. 绪论  7-11
  1.1. 电子倍增CCD成像系统研究背景与意义  7-8
  1.2. 电子倍增CCD结构与工作原理  8-10
  1.3. 本课题主要工作  10-11
2. 电子倍增CCD成像系统硬件部分设计  11-43
  2.1. 电子倍增CCD成像系统总述  11
  2.2. 电子倍增CCD成像系统方案设计  11-12
  2.3. 电子倍增CCD驱动模块设计  12-28
    2.3.1. 驱动信号要求  12-13
    2.3.2. 行转移驱动信号和复位信号驱动电路设计  13-16
    2.3.3. 帧转移信号驱动电路设计  16-17
    2.3.4. 高压驱动Rφ2HV电路设计  17-24
    2.3.5. 直流偏置信号驱动电路设计  24-25
    2.3.6. AD9824硬件模块设计  25-28
  2.4. 系统控制与数据采集处理模块设计  28-35
    2.4.1. FPGA及其外围电路设计  28-33
    2.4.2. SDRAM硬件模块设计  33-35
  2.5. 系统电源模块设计  35-39
    2.5.1. 系统电源要求  35
    2.5.2. 开关模式电源电路  35-37
    2.5.3. 线性稳压器电源转换模块  37-39
  2.6. 系统视频信号输出模块设计  39-43
    2.6.1. 电视视频基本原理  39-41
    2.6.2. PAL视频编码显示设计  41-43
3. 电子倍增CCD成像系统Verilog代码部分设计  43-58
  3.1. 电子倍增CCD驱动时序说明与实现  43-47
  3.2. AD时序说明与实现  47-50
    3.2.1. FPGA实现串行配置  47-48
    3.2.2. FPGA实现CDS  48-50
  3.3. SDRAM控制器设计  50-53
    3.3.1. 读写控制  50-52
    3.3.2. 读写数据传输  52-53
  3.4. ADV7391时序说明与实现  53-58
    3.4.1. FPGA实现I2C通信配置  53-55
    3.4.2. FPGA实现BT.656  55-58
4. 系统联合调试  58-61
  4.1. 系统硬件的实际调试  58-59
  4.2. 系统实际视频输出显示与分析  59-61
5. 本课题总结与展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65

相似论文

CMOS星敏感器图像采集系统研究,V448.2
基于DSP的VXI总线通用接口板研制,TP274
中频采样阵列接收机技术研究,TN858
基于E1传输的多路网桥交换机的关键技术研究,TN915.05
面阵CCD的图像采集与信号传输的研究,TN386.5
神经系统的生物光子辐射及其生理意义,Q42
数字信号处理器存储器系统设计,TP333
基于FPGA的大型户外全彩色LED屏控制系统设计,TN873
双通道高速A/D模块研制,TP274.2
液晶显示控制器设计及其在PSoC实验平台上的应用,TN873.93
高速数据采集及存储电路的设计,TP274.2
基于FPGA面向医用CT三维图像重建系统DDR2接口的设计与实现,TP391.41
基于CPCI的阵列信号处理机的设计及实现,TN911.7
LPDDR2 SDRAM控制器的设计与验证,TP333
兼容AMBA4的DDRn SDRAM控制器IP核的前端设计,TN47
基于图像声纳的数字信号处理算法FPGA实现,U666.7
基于DSP和FPGA的高分辨率全景图像实时处理系统硬件设计,TP391.41
基于USB2.0的直接制版机高速发排卡的设计与实现,TS803.2
基于TMS320DM642的视频压缩平台设计,TN919.82
引信通用测试平台的研制,TJ430.6
爆温测量中的超高速光谱信息采集与处理技术研究,TP274.2