一、CCD传感器的工作原理
CCD检测系统选用TCD1209D线阵CCD图像传感器, TCD12091D的光敏阵列共有2075个光电二极管,其中27个光电二极管被遮蔽,中间的2048个光电二极管为有效光敏单元。由于镜头井深和同光亮的等因素决定了2048个像素单元不可能全部被采用。每个米道大约占有30多个像素。占有的像素数决定了该色选机系统的分辨率。
TCD12091D的工作原理:Tcdl209d驱动脉冲主要有5路。转移脉冲SH驱动脉冲CRl和CR2复位脉冲RS缓冲控制脉冲CP等5路控制脉冲。转移脉冲的高电平期间,驱动脉冲CR1也必须保持高电平,而且必须保证SH的下降沿落在CR1的高电平上,这样才能保证光敏区的信号电荷并行的向模拟移位寄存器的CR1电极转移,完成电荷信号的并行转移后, SH变为低电平。光敏区于模拟移位寄存器被隔离。
二、AD转换模块
A/D变换芯片采用AD公司的AD9224。AD是美国AD公司生产的一种12位、高性能模数转换器。它具有片内高性能采样保持放大器和电压参考。在单一+5V电源下,它的功耗,仅有376mW,信噪比与失真度为7dB左右。且具有信号溢出指示位,并可直接以二进制形式输出数据。采用多级差动流水线式结构对输出错误进行逻辑纠正,以保证在整个工作范围内不码。AD9224的接口十分方便,可广泛应用在图象、通信系统以及医疗超声波设备中。它是为线阵CCD而设计的高度集成化A/D转换器件。其工作时钟可以达到15MHz,内置可以实现暗背景校正或相关双采样的钳位电路。
三、分选系统
分选控制系统另一个重要的部分就是分选系统,也是整个CCD色选机最容易出现问题的地方。在镜头检测出有效信号,经过比较分析后得到我们所需要的信号后,经过电磁阀驱动电路,最终驱动电磁阀喷出坏米。 在分选控制系统中CCD接口板起到控制电磁阀和CCD驱动板通讯的作用。CCD接口板是连接上位机、CCD驭动板和电磁阀的中枢接口板。CCD接口板与CCD驱动板采用CPLD和ARM的组合方案。选用lattice公司的lcml200xo, ARM选择ST公司的cortekm3系列。