随着CCD(Charge Coupled Device)技术的不断发展,如何选择合适的CCD以及如何设计CCD正常工作所需的外围电路是我们需要认真考虑的一个问题。本课题研究设计了一个基于USB2.0的CCD高速数据采集与传输系统,利用所设计的采集系统对CCD的动态范围进行了测试与分析,并提出了一些降低CCD噪声提高CCD信噪比的方法。 本文在对线阵CCD的工作原理与性能进行了简要的阐述之后,详细分析了CCD的噪声源及相关的降低CCD噪声的方法,最后采用了相关双采样法(CDS)来消除CCD的复位噪声。 在CCD高速数据采集系统的设计中,本课题以Toshiba公司的TCD132D为例,分析了几种常用的CCD驱动电路及高速数据传输设计方案的优劣,研究开发了基于USB2.0的CCD高速数据采集系统。CCD的驱动电路及A/D转换器的采样时钟电路通过可编程逻辑器件EPM7064来实现,USB接口器件选用了内部自带DMA控制器的ISP1581芯片。数据采集系统与计算机的接口采用USB2.0接口,充分发挥了通用串行总线所具有的真正的即插即用、易扩展的特点,从而使数据采集系统比以往那些采用传统接口方式的线阵CCD数据采集系统更灵活、更高速。 利用所设计的CCD采集系统,设计了测试CCD动态范围实验,并分析了CCD供电电压波动对CCD动态范围的影响。