专利名称：空间遥感ccd相机抗弥散控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于空间遥感CCD相机抗弥散控制的控制电路。
背景技术：
遥感CCD相机对地观测成像过程中，由于经常有云、雪等亮度极高的景 物，会使CCD的部分像元因输入光线很强而造成饱和。在CCD相机不具备抗 弥散功能的情况下，饱和像元的电荷会溢出，流入相邻像元的势阱中，改变了 其它像元应有的真实值，甚至饱和，严重情况下几乎可以使整幅图像饱和，变 成一片白色，失去全部图像信息。这种情况在光学遥感器对地观测成像过程中 经常出现，严重影响了遥感对地观测的图l象质量与观测的时效性，给光学遥感 以及遥感图像应用领域造成极大难题。目前，我国各在轨光学遥感CCD相机 均不具备抗弥散功能，因此无法解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种具有抗 弥散功能的空间遥感CCD相机控制电路。
本实用新型的技术解决方案是空间遥感CCD相机抗弥散控制电路，包 括緩沖驱动电路、幅值变换电路和电平调节电路；外部输入的CCD相机抗弥 散原始控制TTL电平信号经緩冲驱动电落接收、驱动放大后形成抗弥散控制信 号送至幅值变换电路；幅值变换电路对抗弥散控制信号进行幅值变换和相位反 相，保持抗弥散控制信号的低电平不变而高电平升高，并将经幅值变换后的抗 弥散控制信号送至电平调节电路；电平调节电路对传来的抗弥散控制信号的低 电平进行嵌位，改变抗弥散控制信号的低电平值，并使所述抗弥散控制信号的 高电平值随低电平值的改变而同时改变，使得高电平值与低电平值之差保持不 变；经过电平调节后的抗弥散控制信号被送至CCD器件，控制CCD器件的曝光时间与饱和电压。
所述的緩沖驱动电路包括原始控制信号输入端、电阻R21、緩冲驱动器； 原始控制信号输入端经电阻F^连接至緩冲驱动器，緩冲驱动器的输出接至幅 值变换电路。
所述的幅值变换电路包括幅值变换器、电阻&2、电阻Ra、第一电源；幅
值变换器的输入端同时与緩沖驱动器的输出端，以及电阻R22和电阻R23的一 端相连，电阻R22的另一端同时与第一电源以及幅值变换器的电源端相连，电
阻R23的另 一端同时与幅值变换器的接地端以及参考电位相连。
所述的电平调节电路包括电阻R24、电容。25、 二极管D26、电阻Rw、电 阻R28、电容C29、信号输出端和第二电源；幅值变换器的输出端依次经电阻
R24、电容(325后同时与二极管D26的输出端、信号输出端、以及电阻R27、电 阻R28的一端相连，二极管D26的输入端与第二电源相连，电阻R28的另一端接 参考电位，电阻R28的另一端经电容C29接参考电位。
所述的第一电源的电压VCC1与第二电源的电压VCC2之和恒定不变，即 VCC1+VCC2为一个固定值。
本实用新型与现有技术相比的优点在于CCD相机抗弥散控制电路结构简 单，仅由緩冲驱动电路、幅值变换电路、电平调节电路组成。緩沖驱动电路可 以降低信号阻抗。幅值变换电路输入端设计了阻抗匹配电阻网络，实现了抗弥 散控制信号的阻抗匹配，改善信号质量，并且通过第一电源值改变控制信号高 电平值，方法简便容易实现。电平调节电路利用电容、二极管、下拉电阻以及 第二电源实现了对控制信号低电平嵌位，在改变控制信号低电平的同时，使控
制信号的高电平随之同时改变，并且保持高电平与低电平之差不变，从而使得
遥感CCD相机具有抗弥散功能。
图1为本实用新型空间遥感CCD相机抗弥散控制电路的原理框图2为本实用新型空间遥感CCD相机抗弥散控制电路的电路组成结构图；图3为本实用新型空间遥感CCD相机抗弥散控制电路中各组成部分的输
出信号波形图。
具体实施方式
如图1所示，为本实用新型空间遥感CCD相机抗弥散控制电路的原理框 图，包括緩冲驱动电路、幅值变换电路和电平调节电路。本实用新型电路对外 部输入的CCD相机抗弥散原始控制信号(TTL电平)进行阻抗变换、幅值变 换、相位反相、电平调节后送至CCD相机，控制CCD的曝光时间与饱和电压。
如图2所示，为本实用新型空间遥感CCD相^L抗弥散控制电路的电^各组 成结构图。緩沖驱动电路包括原始控制信号输入端201、电阻Ra202、緩冲驱 动器203;原始控制信号输入端201经电阻R21202连接至緩冲驱动器203， 緩冲驱动器203的输出接至幅值变换电路。緩冲驱动电路为本实用新型电路的 输入接口电路。外部输入的CCD相机抗弥散原始控制信号为TTL电平，但经 过长线传输其信号驱动能力严重下降。緩沖驱动器接收抗弥散原始控制信号， 降低信号阻抗，输出阻抗由緩沖驱动器203自身特性决定，为10Q以下。緩冲 驱动器203输出与原始抗弥散控制信号波形相同但驱动能力更强的抗弥散控制 信号。緩沖驱动电路输出节点221信号波形如图3所示。
幅值变换电路包括幅值变换器206、电阻R22204、电阻R23205、第一电 源214;幅值变换器206的输入端同时与緩冲驱动器203的输出端，以及电阻 R22204和电阻R23205的一端相连，电阻R22204的另一端同时与第一电源214 以及幅值变换器206的电源端相连，电阻R23205的另一端同时与幅值变换器 206的接地端以及参考电位相连。幅值变换电路中上拉电阻&2204取值为2K Q左右，下拉电阻R23205为5KD左右，使第一电源214流过电阻R22204和 电阻&3205的电流为1mA左右。第一电源214为6V 8V之间。幅值变换器 206的输出信号低电平与其输入的原始控制信号低电平相同，但输出的高电平 由第一电源214的电压值决定，也为6V 8V之间。如图3中222波形。幅值 变换器206同时对抗弥散控制信号进行反相，输入的原始控制信号低电平变为高电平输出，原始控制信号高电平变为低电平输出。
电平调节电路包括电阻R24207 、电容C25208 、 二极管D26209 、电阻R27210 、 电阻R28211 、电容(:29212、信号输出端213和第二电源215;幅值变换器206 的输出端依次经电阻R24207、电容〇25208后同时与二极管D2e209的输出端、 信号输出端213、以及电阻&7210、电阻R2s211的一端相连，二极管D26209 的输入端与第二电源215相连，电阻R28211的另一端接参考电位，电阻R28211 的另一端经电容C29212接参考电位。电平调节电路对控制信号低电平进行嵌 位，改变信号低电平值，并使高电平信号值随低电平信号值的改变进行相同改 变，使高电平值与低电平值之差保持不变。
电平调节电路中，电阻&4207的阻值为10Q 100Q之间。电容(:25208 的值为0.1uF左右，电阻R27210阻值为10KQ以上，第二电源215电压值为 2V 5V之间。电阻R27210与地连接，将抗弥散控制信号电平值向下拉，但当 抗弥散控制信号低电平值比第二电源215电压VCC2低0.7V ( 0.7V是二极管 导通电压)时，二极管D26209导通，抗弥散控制信号低电平则不再下降，而 由于电阻R27210的下拉作用，抗弥散控制信号低电平也不会上升，这样抗弥 散控制信号低电平由原来的OV提高到一个固定电压值，这个电压值主要取决 于第二电源215的电压值VCC2。由于电容C25208的存储电荷效应，抗弥散 信号高电平与低电平之差保持不变，因此高电平与低电平一样，电平值也提高 了 VCC2,由于幅值变换器206输出的信号高电平相值为第一电源214的电压 值VCC1，那么经过电平调节电路后，信号高电平则变为VCC1+VCC2。其信 号波形图如图3中223信号波形。对于固定的CCD器件，电压VCC1+VCC2 的值也是固定的。因此，在VCC2进行调整的同时，也需要调整VCC1的电压 值，并始终使VCC1+VCC2的值保持不变。
图2所示电路中，幅值变换器206选择ICL7667，緩冲驱动器203选择 54AC540。
本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
权利要求1、空间遥感CCD相机抗弥散控制电路，其特征在于包括缓冲驱动电路、幅值变换电路和电平调节电路；外部输入的CCD相机抗弥散原始控制TTL电平信号经缓冲驱动电路接收、驱动放大后形成抗弥散控制信号送至幅值变换电路；幅值变换电路对抗弥散控制信号进行幅值变换和相位反相，保持抗弥散控制信号的低电平不变而高电平升高，并将经幅值变换后的抗弥散控制信号送至电平调节电路；电平调节电路对传来的抗弥散控制信号的低电平进行嵌位，改变抗弥散控制信号的低电平值，并使所述抗弥散控制信号的高电平值随低电平值的改变而同时改变，使得高电平值与低电平值之差保持不变；经过电平调节后的抗弥散控制信号被送至CCD器件，控制CCD器件的曝光时间与饱和电压。
2、 根据权利要求1所述的空间遥感CCD相机抗弥散控制电路，其特征在 于所述的緩冲驱动电路包括原始控制信号输入端(201 )、电阻F^(202)、 緩沖驱动器(203);原始控制信号输入端(201)经电阻F^ (202)连接至緩 冲驱动器(203)，緩沖驱动器(203)的输出接至幅值变换电路。
3、 根据权利要求1或2所述的空间遥感CCD相机抗弥散控制电路，其特 征在于所述的幅值变换电路包括幅值变换器(206)、电阻R22 (204)、电阻 R23 (205)、第一电源(214);幅值变换器(206)的输入端同时与緩冲驱动器(203)的输出端，以及电阻尺22 (204)和电阻&3 (205)的一端相连，电阻 R22 (204)的另一端同时与第一电源(214)以及幅值变换器(206)的电源端 相连，电阻&3 (205)的另一端同时与幅值变换器(206)的接地端以及参考 电位相连。
4、 根据权利要求3所述的空间遥感CCD相机抗弥散控制电路，其特征在 于所述的电平调节电路包括电阻R24 (207)、电容C25 (208)、 二极管D26(209)、电阻R27(210)、电阻&8(211 )、电容〇29(212)、信号输出端(213) 和第二电源(215);幅值变换器(206)的输出端依次经电阻R24 (207)、电 容C25 (208)后同时与二极管D26 (209)的输出端、信号输出端(213)、以及电阻R27(210)、电阻R28 (211 )的一端相连，二极管D26 (209)的输入端 与第二电源(215)相连，电阻R28(211 )的另一端接参考电位，电阻R28(211) 的另一端经电容029 (212)接参考电位。
5、 根据权利要求3所述的空间遥感CCD相机抗弥散控制电路，其特征在 于所述的幅值变换器(206)为ICL7667。
6、 根据权利要求3所述的空间遥感CCD相机抗弥散控制电路，其特征在 于所述的緩冲驱动器(203)为54AC540。
7、 根据权利要求4所述的空间遥感CCD相机抗弥散控制电路，其特征在 于所述的第一电源(214)的电压VCC1与第二电源(215)的电压VCC2 之和恒定不变，即VCC1+VCC2为一个固定值。
专利摘要空间遥感CCD相机抗弥散控制电路，是CCD相机电路的组成部分之一，包括缓冲驱动电路、幅值变换电路和电平调节电路。缓冲驱动电路对CCD抗弥散原始控制信号进行缓冲驱动，再由幅值变换电路进行信号幅值变换，最后通过电平调节电路进行信号电平设置后输出给CCD器件。本实用新型抗弥散控制电路，可以控制CCD器件的曝光时间，并可调节控制信号的低电平值，从而改变CCD器件的输出饱和电压，并且在CCD器件的一部分像元发生饱和状况下，不会影响其它像元信号，提高了空间遥感CCD相机的图像质量。
文档编号G01S7/48GK201322802SQ200820124419
公开日2009年10月7日 申请日期2008年12月5日 优先权日2008年12月5日
发明者颖 刘, 徐宏宇, 韩志学 申请人:北京空间机电研究所