光电传感器实验CCD应用技术指导-III-1

实验规则

为了确保CCD应用技术实验的顺利进行，保障人身安全，避免设备损坏，并且达到实验目的，要求学员必须严格遵守实验规则，在指导教师的指导下有秩序、按步骤地进行实验。

为此，规定如下：

1、在实验前，学员必须首先阅读实验指导书及必要的参考资料。明确实验目的，了解实验内容和步骤，达到要求后方能进行实验。 2、实验进行过程中，应严格按照指导教师规定的步骤进行实验，不得自己随意进行；否则，损坏的元器件及设备要负责赔偿。 3、要爱护仪器设备与元器件。不许动用与本实验无关的仪器设备。

4、实验时应集中精力，认真实验；遇到问题时，应找指导教师解决；不许串组讨论，更不许高声谈笑；保持实验室的卫生，不许乱扔纸屑，不许随地吐痰。

5、一旦发生意外事故或出现异常现象时，应立即切断电源，并如实向指导教师汇报情况。故障排除之后才可继续实验。

6、实验结束后，应将实验装置恢复原状，排列整齐，经指导教师检查允许后，方可离开实验室。

7、在进行CCD实验过程中，不允许带电插拔CCD器件，否则会造成CCD器件的损坏。

8、 不允许用带电的烙铁焊接任何与CCD有电气连接的导线、元件。必须焊接时，应将烙铁的电源拔下来，利用烙铁的余热焊接，或者将CCD芯片拔下来后再焊接。

实验一 CCD驱动器实验

一、实验目的

通过对典型CCD驱动器的实验，达到如下目的：

1、掌握用双踪迹示波器观测二相线阵CCD驱动器各路驱动脉冲的频率、幅度、周期和相位关系的测量方法。

2、通过测量CCD驱动脉冲之间的相位关系，掌握二相线阵CCD的基本工作原理。

3、通过测量典型线阵CCD的输出信号与驱动脉冲的相位关系，掌握CCD的基本特征。

二、实验所需仪器设备

1、双踪同步示波器(20MHz以上)。 2、CCD多功能实验仪-III（基本配置）。

三、实验注意事项

1、凡用于CCD测量用的仪器设备均须良好的接地。

2、在进行CCD实验的过程中，禁止用带电的烙铁焊接任何连线。必须焊接时，一定要将烙铁电源插头拔下来，利用烙铁的余热焊接，或者将CCD芯片拔下来后再焊接。

3、在加有电压的情况下，千万不要插拔CCD芯片。

4、在实验的过程中若遇到意外故障，应先关闭电源，并如实向指导教师反映出现故障的情况，待故障排除后方可继续实验。

5、电压调整好后，不要再私自调整，否则一切后果自负。

四、试验仪面板示意图及TCD2252D的基本工作原理

图1-1 CCD多功能实验仪-III面板示意图

TCD2252D的外形和管脚分布如图1-2所示，管脚定义如表1-1所示。

TCD2252D的基本工作原理如图1-3所示，时序图如图1-4所示。

OS2OS3SSNCRS

OS1SSODSPCP

Φ2B

SS

Φ1B

VDD

Φ2A2

SH3

Φ2A1

SH1

Φ1A2

SH2

Φ1A1

SS

图1-2 TCD2252D的外形和管脚分布

SS

OD

SP

CP

Φ1B

Φ2A1Φ1A1

SS

OS1

SH1

OS2

SH2

OS3

SH3

SS

RS

Φ2B

SS

Φ2A2Φ1A2

图1-3 TCD2252D的电路原理图

D0D1D2D3D4

D9D10D11D12D13D14D15

D59D60D61D62D63S1S2S3

S2699S2700D64D65D66D67

图1-4 TCD2252D的工作时序图

D71D72D73D74D75

时序图

SH

Φ1A,B

Φ2A,B

RS

CP

五、实验内容及步骤 注意：使用示波器检测信号时，示波器与CCD多功能实验仪-III应共地。

1、打开CCD多功能实验仪-III的电源开关，观察积分时间显示窗口和驱动频率显示窗口的显示数据，并用积分时间设置按钮调整积分时间为1档（按红色按钮为加，绿色按钮为减），用频率设置按钮调整频率为0档。然后打开示波器的电源开关，用双线示波器检查CCD驱动器的各路脉冲波形是否正确（请参考时序图）。如符合，则继续进行以下实验；否则，应请指导教师进行检查。

2、驱动频率和积分时间的测量：

（1） 打开示波器电源开关，将Y1和Y2的扫描线调至适当位置，将示

波器同步选择器开关调至Y1位置（用Y1作同步信号）。

（2） 将CCD多功能实验仪-III的电源接好，打开电源开关。

（3） 用Y1探头测试转移脉冲ΦSH，并调节使之同步，使ΦSH脉宽适当

以便于观测。

（4） 用探头Y2分别测试Φ1、Φ2等信号。观察各信号的相位是否符合

图1-4所示的波形（特别要注意各信号之间的相位关系）。

（5） 用探头Y1测试Φ1并使之同步。用Y2分别测试Φ2、ΦR等信号。看

其是否符合图1-4所示的波形（尤其是幅度是否满足TCD2252D驱动的要求，一般要满足 0.3~4.5V）。

（6） 驱动频率的测量：分别测出Φ1、Φ2、ΦR的周期、频率、幅度，

填入表1-2中。改变频率选择开关，再测出Φ1、Φ2、ΦR的周期、频率、幅度，也填入表1-2中。

表1-2

（7） 积分时间的测量：做完以上实验后，将频率设为0（档），积分时

间设为1（档），用Y1观测SH脉冲周期，并将ΦSH的周期（即积分时间），填入表1-3中。改变积分时间的档位，分别测出不同档位下的积分时间。再改变驱动频率，测出不同档位的积分时间，填入表1-3中。

注意：CCD多功能实验仪-III上所显示的积分时间大于16的数字无效。

3、视频输出信号U0的测量：

打开实验仪的电源开关，用Y1探头测量ΦSH并使之同步，用Y2测量CCD输出信号U0，观测ΦSH与U0的关系；将Y1换置到ΦC，观测ΦC与U0的关系，并讨论两种情况的区别。 4、关机结束

A、关闭多功能实验仪的电源。 B、关闭示波器电源。

5、写出实验总结报告，注意说明TCD2252D的基本工作原理，ΦR的作用，

输出信号与Φ1或Φ2周期的关系。

实验二 CCD特性的测试实验

一、实验目的

通过对典型线阵CCD（TCD2252D）在不同驱动频率和不同积分时间情况下输出信号的测量，进一步掌握CCD的有关特性，掌握积分时间的意义，以及驱动频率与积分时间对CCD输出信号的影响。

二、实验所需仪器设备

1、双踪同步示波器。

2、CCD多功能实验仪-III（基本配置）。

三、实验内容及步骤

1、打开示波器电源，将示波器的地线与CCD多功能实验仪-III的地线接好。 2、打开CCD多功能实验仪-III的电源，将积分时间设置在1档，驱动频率设置在0档，触动实验仪前方左侧的红色按钮使之变亮。

3、 Y1测量ΦSH，并以ΦSH同步示波器，用Y2测量CCD的输出信号U0，用不透光或半透光的物体遮挡CCD入射窗口，改变CCD像敏面的照度，观测视频输出信号U0的波形变化，测出它的最大输出幅度U0m，再将其输出信号的幅度调整到小于二分之一U0m（通过调整CCD像敏面的照度来调整）。 4、驱动频率设置为1档，观测其输出信号U0的幅度变化，再将其输出信号

的幅度调整到小于二分之一U0m。

5、将积分时间设置为2档，观测其输出信号U0的幅度变化。

6、在积分时间档位不变的情况下，改变驱动频率，积分时间也随之变化，

输出信号U0的幅度也随之变化。在驱动频率不变的情况下，改变积分时间的档位，积分时间也随之变化，输出信 …… 此处隐藏：7713字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……