线阵电荷耦合器件(CCD)广泛应用于航天、军事和工业检测等领域。工业色选需要对图像进行高速实时采集,对CCD选型、模拟前端设计、驱动电路设计以及接口进行配置和设计,都提出较高的性能要求。线阵CCD以其成本低、分辨率高等优点,特别适合用于线扫描图像的设计中。研究和设计基于线阵CCD的工业色选图像采集系统,对高性能工业色选机的开发,具有重要的应用参考价值。本文研究了线阵CCD图像采集系统的理论依据。主要包括:CCD传感器基本工作原理和主要特性、输出信号特点、模拟前端技术及模数转换器(ADC)的主要内容等。本文根据工业色选系统的要求,对基于线阵CCD的高速图像采集系统进行了设计。实际分为CCD驱动时钟的设计、电压调幅电路设计、CCD输出信号的调理、模拟前端电路的设计以及采集后图像信号的传输几个部分。系统采用集成化的模拟前端对CCD输出信号进行调理,包括相关双采样、暗电平箝位、增益调节并进行采样精度为12比特的模数转换。最后采用Camera Link接口传输图像数据。系统以ALTERA低成本FPGA为核心,利用ALTERA的QUARTUSⅡ开发环境对CCD的驱动时钟及模拟前端驱动时钟进行设计,对接口通讯进行控制。通过对测试结果的分析表明,各项性能指标均达到同类产品先进水平。与传统色选机图像采集系统的设计技术和方案比较,系统不但具有并行处理程度高,可实现高速处理,集成度高,硬件电路简单等特点,而且具有色选精度高、数据传输率快并且性能稳定的优点。对高性能工业色选机系统的开发,具有较好的应用价值。