本技术涉及ccd探测器,特别涉及一种ccd探测电路及ccd探测器。
背景技术:
1、众所周知,ccd探测器(charge-coupled device,电荷耦合元件/图像控制器)是一种能将光学图像信号转换成一维时序信号的器件,因其高精度、高灵敏度、快速响应的特点,被广泛应用于图像扫描、拉曼信号采集、产品尺寸非接触测量等方面。其中,ccd探测器的检测灵敏度、信噪比的控制、采样速度都是制约信号成像好坏的关键因素。
2、目前,ccd传感器和采集驱动控制器的连接方式一般有硬连接和软连接两种方式。其中,硬连接方式的信号传输较好,但位置相对固定,不便于位置调节。软连接方式的信号传输距离较远,微弱信号容易受干扰。
3、具体来说,如图1所示,软连接方式为ccd传感器与采集驱动控制器通过fpc(flexible printed circuit board,柔性印刷电路板)连接。该方式虽然能够将尺寸做到非常小,但由于ccd传感器的输出信号直接通过fpc传输给采集驱动控制器,存在信号极易受到干扰的问题。例如手触摸fpc或弯折排线都可能影响信号,使得信号噪声变大。尤其是在组装过程中,fpc可能根据组装位置不同而产生一定弯折,进而极大影响信号的传输。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中ccd探测器相关电路设计方案的至少一个不足,本实用新型提供一种ccd探测电路,至少包括ccd连接板、ccd传感器、第一放大电路、驱动采集控制模块。
2、ccd传感器位于ccd连接板上;第一放大电路位于ccd连接板上;第一放大电路的输入端与ccd传感器的输出端电连接;驱动采集控制模块通过fpc与ccd连接板电连接;驱动采集控制模块包括第二放大电路、信号处理电路、驱动电路以及控制电路;第二放大电路的输入端通过fpc电连接第一放大电路的输出端,第二放大电路的输出端电连接信号处理电路,信号处理电路电连接控制电路的输入端,以用于对ccd传感器的采集信号进行处理并传输给控制电路;控制电路的输出端电连接驱动电路的输入端,驱动电路的输出端通过fpc电连接ccd传感器,以用于驱动ccd传感器进行信号采集。
3、在一实施例中,第一放大电路包括三极管q1、电阻r1、电阻r2;三极管q1的基极不仅电连接ccd传感器,还通过电阻r1接地;三极管q1的集电极电连接电源;三极管q1的发射极不仅通过fpc电连接第二放大电路,还通过电阻r2接地;第二放大电路包括三极管q2、电阻r3,三极管q2的基极通过fpc电连接三极管q1的发射极,三极管q2的集电极电连接电源,三极管q2的发射极不仅电连接信号处理电路,还通过电阻r3接地。
4、在一实施例中,信号处理电路包括依次电连接的信号放大电路、信号调理电路、单端转差分电路和ad转换电路,用于对采集信号进行放大、调理、单端转差分、模数转换以得到数字信号;其中,信号放大电路的输入端电连接第二放大电路,ad转换电路的输出端电连接控制电路。
5、在一实施例中,驱动电路包括缓冲放大器、电平转换电路和栅极驱动器,缓冲放大器的输入端电连接控制电路,缓冲放大器的输出端电连接电平转换电路,电平转换电路电连接栅极驱动器的输入端,栅极驱动器的输出端通过fpc电连接ccd传感器。
6、在一实施例中,ccd传感器具有内部制冷片,驱动采集控制模块还包括温度检测电路和tec内部驱动电路;温度检测电路的输入端通过fpc电连接ccd传感器,温度检测电路的输出端电连接控制电路,以用于检测ccd传感器的温度并传输给控制电路;tec内部驱动电路的输入端电连接控制电路,tec内部驱动电路的输出端通过fpc电连接ccd传感器的内部制冷片,以控制内部制冷片的制冷功率。
7、在一实施例中,tec内部驱动电路包括电源芯片u42以及与电源芯片u42电连接的若干滤波电容,电源芯片u42的输入端电连接控制电路,电源芯片u42的输出端电连接ccd传感器的内部制冷片;控制电路通过控制电源芯片u42加载在内部制冷片的输出电压来控制内部制冷片的制冷功率。
8、在一实施例中,ccd探测电路还包括外部制冷片,驱动采集控制模块还包括tec外部驱动电路,tec外部驱动电路的输入端电连接控制电路,tec外部驱动电路的输出端电连接外部制冷片,以控制外部制冷片的制冷功率。
9、在一实施例中,tec外部驱动电路包括电源芯片u35、电位器u37;电位器u37的输入端电连接控制电路;电位器u37的输出端通过电源芯片u37电连接外部制冷片;控制电路通过电位器u37控制电源芯片u37的配置电阻,进而控制电源芯片u37加载在外部制冷片的输出电压。
10、在一实施例中,控制电路包括相连接的mcu处理器和fpga芯片,fpga芯片分别与信号处理电路、驱动电路电连接。
11、本实用新型还提供一种ccd探测器,采用如上任一实施例所述的ccd探测电路。
12、基于上述,与现有技术相比,本实用新型提供的ccd探测电路通过对第一放大电路、ccd连接板、控制电路、fpc的设计,使得ccd传感器的采集信号经过放大后再经过fpc传输给控制电路,信号不易受到外部干扰,有效提高抗干扰能力和信号的传输距离,同时还能保证尺寸极致小型化的需求,方便结构设计和组装。
13、本实用新型的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
1.一种ccd探测电路,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的ccd探测电路,其特征在于:所述第一放大电路包括三极管q1、电阻r1、电阻r2;所述三极管q1的基极不仅电连接所述ccd传感器,还通过所述电阻r1接地;所述三极管q1的集电极电连接电源;所述三极管q1的发射极不仅通过所述fpc电连接所述第二放大电路,还通过所述电阻r2接地;
3.根据权利要求1所述的ccd探测电路,其特征在于:所述信号处理电路包括依次电连接的信号放大电路、信号调理电路、单端转差分电路和ad转换电路,用于对采集信号进行放大、调理、单端转差分、模数转换以得到数字信号;其中,所述信号放大电路的输入端电连接所述第二放大电路,所述ad转换电路的输出端电连接所述控制电路。
4.根据权利要求1所述的ccd探测电路,其特征在于:所述驱动电路包括缓冲放大器、电平转换电路和栅极驱动器,所述缓冲放大器的输入端电连接所述控制电路,所述缓冲放大器的输出端电连接所述电平转换电路,所述电平转换电路电连接所述栅极驱动器的输入端,所述栅极驱动器的输出端通过所述fpc电连接所述ccd传感器。
5.根据权利要求1所述的ccd探测电路,其特征在于:所述ccd传感器具有内部制冷片,所述驱动采集控制模块还包括温度检测电路和tec内部驱动电路;所述温度检测电路的输入端通过所述fpc电连接所述ccd传感器,所述温度检测电路的输出端电连接所述控制电路,以用于检测ccd传感器的温度并传输给所述控制电路;所述tec内部驱动电路的输入端电连接所述控制电路,所述tec内部驱动电路的输出端通过所述fpc电连接所述ccd传感器的内部制冷片,以控制所述内部制冷片的制冷功率。
6.根据权利要求5所述的ccd探测电路,其特征在于:所述tec内部驱动电路包括电源芯片u42以及与所述电源芯片u42电连接的若干滤波电容,所述电源芯片u42的输入端电连接所述控制电路,所述电源芯片u42的输出端电连接所述ccd传感器的内部制冷片;所述控制电路通过控制所述电源芯片u42加载在所述内部制冷片的输出电压来控制所述内部制冷片的制冷功率。
7.根据权利要求1所述的ccd探测电路,其特征在于:所述ccd探测电路还包括外部制冷片,所述驱动采集控制模块还包括tec外部驱动电路,所述tec外部驱动电路的输入端电连接所述控制电路,所述tec外部驱动电路的输出端电连接所述外部制冷片,以控制所述外部制冷片的制冷功率。
8.根据权利要求7所述的ccd探测电路,其特征在于:所述tec外部驱动电路包括电源芯片u35、电位器u37;所述电位器u37的输入端电连接所述控制电路;所述电位器u37的输出端通过所述电源芯片u37电连接所述外部制冷片;所述控制电路通过所述电位器u37控制所述电源芯片u37的配置电阻,进而控制所述电源芯片u37加载在所述外部制冷片的输出电压。
9.根据权利要求1所述的ccd探测电路,其特征在于:所述控制电路包括相连接的mcu处理器和fpga芯片,所述fpga芯片分别与所述信号处理电路、所述驱动电路电连接。
10.一种ccd探测器,其特征在于:采用如权利要求1-9任一项所述的ccd探测电路。
