《電子技術(shù)應(yīng)用》
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TDI CCD視頻響應(yīng)性能的高精度檢測(cè)
來源：電子技術(shù)應(yīng)用2012年第8期
劉妍妍1，韓雙麗2，李國(guó)寧2，金龍旭2
1.長(zhǎng)春理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130022； 2.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林 長(zhǎng)春130033
摘要： TDI CCD主要應(yīng)用于空間遙感和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中。為了解決TDI CCD性能檢測(cè)過程中精度不夠、檢測(cè)方法不夠準(zhǔn)確等問題，提出了一套更為科學(xué)而準(zhǔn)確的高精度TDI CCD性能檢測(cè)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，暗電流信號(hào)和CCD噪聲的測(cè)量不確定度是以往測(cè)量方法的1/10，其他視頻響應(yīng)性能的不確定度也僅為以往測(cè)量方法的1/5。該測(cè)量方法提高了TDI CCD視頻響應(yīng)的檢測(cè)精度和準(zhǔn)確性。
中圖分類號(hào)： TN386.5
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
文章編號(hào)： 0258-7998(2012)08-0037-02
The high accuracy detection for video response of TDI CCD
Liu Yanyan1，Han Shuangli2，Li Guoning2，Jin Longxu2
1.School of Electronic and Information Engineering，Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022，China； 2.Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033，China
Abstract： TDI CCD applies mainly in space remote sensing and scientific experiment，to solve problems such as the precision in the performance detection course of TDI CCD to be not enough, and detection method is not enough to allow certainly，have put forward a set of more scientific and accurate performance detection method of high accuracy of TDI CCD. Experiment result shows: with before measurement technique compare, the uncertainty of measurement of the CCD noise and signal of dark current reduce little 10 times, the uncertainty of other video respond performance also reduce little 5 times much, therefore existing measurement technique has raised the detection precision and accuracy that the video of TDI CCD responds.
Key words : TDI CCD；video response；dark current signal；CCD noise

    TDI CCD技術(shù)的提出已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間，但是由于其制造成本和制造工藝的原因，其應(yīng)用范圍還不廣泛，目前主要應(yīng)用于空間遙感和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中[1-4]。針對(duì)TDI CCD視頻響應(yīng)性能的檢測(cè)方法很多，但檢測(cè)準(zhǔn)確性和檢測(cè)精度不夠。TDI CCD視頻響應(yīng)性能主要包括暗電流信號(hào)、CCD噪聲、固定圖形噪聲和飽和電壓等[5]。為了解決TDI CCD性能檢測(cè)過程中精度不夠、檢測(cè)方法不夠準(zhǔn)確等問題，本文將增加TDI CCD視頻信號(hào)的增益和量化位數(shù)，并提出了一套更為科學(xué)而準(zhǔn)確的高精度TDI CCD性能檢測(cè)方法。

1 TDI CCD視頻信號(hào)處理功能的改進(jìn)
    TDI CCD視頻信號(hào)處理功能的改進(jìn)如圖1所示，可調(diào)增益放大器對(duì)真實(shí)視頻信號(hào)進(jìn)行放大，增益可調(diào)范圍設(shè)置為-6 dB～+40 dB，視頻AD轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)16 bit高量化位數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換，可以在高動(dòng)態(tài)范圍下完全檢測(cè)出TDI CCD噪聲，實(shí)現(xiàn)TDI CCD相機(jī)光電性能的高精度檢測(cè)。

2 制定TDI CCD視頻響應(yīng)性能檢測(cè)方法
    TDI CCD相機(jī)視頻響應(yīng)性能參數(shù)包括飽和輸出電壓、CCD噪聲、固定圖形噪聲、暗電流信號(hào)等。TDI CCD視頻響應(yīng)性能檢測(cè)方法如圖2所示，選用發(fā)光LED作為光源，發(fā)光LED放在光學(xué)導(dǎo)軌上，TDI CCD信號(hào)處理板放置在光學(xué)導(dǎo)軌的終端，通過調(diào)整發(fā)光LED與TDI CCD之間的距離來改變TDI CCD面的輻射照度，TDI CCD信號(hào)處理板輸出的高量化位數(shù)的數(shù)字圖像通過Cameralink總線傳給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

  

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

 


    根據(jù)式（1）～式（7），分別對(duì)TDI CCD的暗電流信號(hào)、CCD噪聲、飽和電壓、固定圖形噪聲等視頻響應(yīng)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，其測(cè)量值和測(cè)量不確定度如表1所示。測(cè)量不確定度是通過對(duì)同一片TDI CCD，使用相同方法進(jìn)行重復(fù)測(cè)試而得出的[7]。
    本文提出了一種科學(xué)而準(zhǔn)確的高精度TDI CCD 性能檢測(cè)方法，對(duì)TDI CCD各項(xiàng)視頻響應(yīng)的檢測(cè)方法和計(jì)算方法進(jìn)行了深入的研究和改進(jìn)。通過對(duì)TDI CCD視頻信號(hào)的處理，使增益可調(diào)范圍擴(kuò)展到-6 dB～+40 dB，量化位數(shù)增加到16 bit，使TDI CCD的暗電流信號(hào)和CCD噪聲的不確定度縮至1/10，其他視頻響應(yīng)性能的不確定性也縮小至不足1/5，提高了TDI CCD視頻響應(yīng)參數(shù)的檢測(cè)精度和準(zhǔn)確性。


參考文獻(xiàn)
[1] 薛鳴球，沈?yàn)槊?輕小型高分辨率TDI CCD相機(jī)的光學(xué)設(shè)計(jì)[M].北京：科學(xué)出版社，2005：158-163.
[2] 韓昌元.高分辨力空間相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].光學(xué)精密工程，2008，16(11)：2164-2172.
[3] 李朝輝，王肇勛，武克用.空間相機(jī)CCD焦平面的光學(xué)拼接[J].光學(xué)精密工程，2000，8(3)：213-216.
[4] 李國(guó)寧，劉妍妍，金龍旭，等.大視場(chǎng)時(shí)間延遲積分電荷耦合器件相機(jī)靜態(tài)傳遞函數(shù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)[J].光學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30(11)：3171-3176.
[5] 李益民，劉巖俊，何昕，等.高精度CCD拼接相機(jī)標(biāo)定方法研究[J].半導(dǎo)體光電，2008，29(5)：799-802.
[6] 王軍，馮偉，劉金國(guó)，等.大視場(chǎng)多CCD拼接相機(jī)標(biāo)定方法研究[J].光學(xué)與光電技術(shù)，2004，2(6)：7-9.
[7] 費(fèi)業(yè)泰.誤差理論與數(shù)據(jù)處理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：68-70.

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