一種高速EM CCD 圖像傳感器CCD97時序驅動電路的設計方法

　　2. 2. 1 I Φ, S Φ, RΦ 驅動設計：

　　在設計I Φ, SΦ 以及RΦ驅動電路時， 統一采用Elantec 半導體公司的EL7457。它是高速四通道CMOS 驅動器， 能工作在40 MHz, 并提供2 A 的峰值驅動能力， 以及超低的等效阻抗（ 3Ω ） , 它具有3 態輸出， 并通過OE 控制， 這對于CCD 的驅動來說， 容易實現靈活的電源管理。為了簡化設計， 固定RΦ2HV 的電壓幅值為典型值。在組成IΦ和S Φ 的驅動電路時必須考慮CCD97 驅動端的等效電容和電阻， 如表2 所示。

圖5 CCD97 驅動電路結構原理框圖

表2 CCD97 驅動端等效電容及電阻

　　電路的時間常數：

　　又因為上升時間與時間常數的關系為：

　　為了滿足最佳上升時間（ 200 ns） 的要求， 必須在EL7457 驅動輸出端串上一個小電阻， 原理如圖6 所示。

　　圖6 中， FPGA _ CLKI1, FPGA _ CLKI2, FPGA _CLKI3, FPGA _ CLKI4 為FPGA 產生的T T L 時序。

　　ARM_IOE 為ARM 核產生的門控信號， 用來控制驅動脈沖I Φ1, 2, 3, 4 的開關。由于理論與實際計算的誤差， 輸出串接電阻R9 , R10 , R 13 , R14 將通過硬件調試過程確定， 以產生驅動CC97 工作的最佳波形。同理， FPGA_ CLKS1, FPGA _ CLKS2, FPGA _ CLKS3, FPGA _CLKS4 為FPGA 產生的TT L 時序。A RM _SOE 為ARM 產生的門控信號， 輸出串接電阻待定。

圖6 IΦ 1, 2, 3, 4; SΦ 1, 2, 3, 4 驅動產生

　　在RΦ1, 2, 3 產生電路中， 因為其電壓擺幅要求為0~ 12 V, 故給它加以12 V 的電源（ 見圖7） 。

圖7 RΦ1, 2, 3 驅動產生電路

　　它的驅動頻率為11 MHz, 輸出的上升時間不需要串接電阻調節， 可達10 ns。同理， FPGA_CLKR1, FPΦGA_CLKR2, FPGA_CLKR3 為FPGA 產生的10 MHz的驅動時序， ARM _ROE 為ARM 產生的門控信號。