在CCD應用技術中，其賴以正常工作的驅動信號的產生電路比較復雜，驅動電路的設計也就成為其應用中的關鍵問題之一。由于不同廠家生產的CCD，其驅動時序不盡相同，即使同一廠家生產的不同型號的CCD，驅動時序也不完全一樣，這使CCD驅動電路很難規范化、產品化；因此，CCD使用者都必須面對驅動電路的設計問題，今天就談談CCD驅動的幾種方式。

(1)?單片機

該方法是通過程序實現CCD驅動時序，雖然該方法靈活，可同時占用大量MCU時間，造成資源浪費；另外現在單片機的頻率有限，不能滿足越來越高頻率的CCD型號。

(2)?可編程邏輯器件(FPGA、CPLD)

以FTF4027M為例，其時序圖見datasheet。

由于FTF4027M驅動時序較復雜，在此就不做詳細介紹，參考“基于FPGA的全幀CCD驅動設計”。

該實現方法系統集成度高、速度快、可靠性好；不足是相對成本偏高、功耗大、開發難度大。

(3) 分立元件

以TCD1304AP為例，其時序圖見datasheet。

驅動信號硬件電路的整體框圖如圖所示

采用高穩定性的有源晶振產生基礎脈沖信號FM；再通過計數器分頻產生兩個脈沖信號，經過J-K觸發器，分時選通，即可得到復位信號ICG；以ICG為觸發信號，觸發單穩觸發器CD4538生成占空比可調的幀轉移信號SH。

早期的CCD驅動基本使用該方法，特點是能產生高速的驅動頻率，缺點是邏輯設計比較復雜，調試較為困難。

(4)?EEPROM

以TCD1208AP為例，其時序圖見datasheet。

其中：SH為光積分信號；F1，F2為時鐘信號；RS為復位信號；SP為采樣信號。由圖中時序可以看出：SP和RS兩個信號的高電平部分是信號的最小單位，其它信號的任何部分都是該部分的倍數。根據這一特點，將這組信號以基本單位劃分為若干個等時間間隔，時鐘波形各時刻狀態(0或1)都可以使用一串數據表示出來，各信號的狀態分別對應數據的相應位值，這樣將數據依次寫入EEPROM中，只要等時間間隔地依次輸出這些數據就產生了CCD所需的驅動時序。

該方法設計思想十分顯然，不論任何型號CCD，其硬件結構幾乎不需要改變，只需要按CCD驅動時序波形轉化的數據，寫于EEPROM即可。設計性能穩定，可進行程序擦除再開發，但設計需要地址發生器，數據量增多，給設計帶來困難，電路板面積也隨之增大。

(5)?專用IC

以FTF4052為例，其時序圖見datasheet。

采用SAA8103完成CCD的驅動時序，在外界控制器的控制下，SAA8103產生符合CCD的驅動時序，由于SAA8103芯片產生的時序信號電壓只有3V，驅動能力有限，不能直接用來驅動CCD，而是要經過驅動芯片驅動后再送給CCD；用TDA9991作為垂直驅動芯片，74ACT04作為水平驅動芯片。

根據上面分析比較可知，一般時序簡單的線陣CCD，采用分立元件、EEPROM或單片機驅動；而比較復雜的線陣CCD及面陣CCD，通常采用可編程邏輯器件(CPLD、FPGA)或專用IC來驅動。

參考文獻

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總結

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