[发明专利]一种线阵CCD探测器的信号处理电路

说明书

本发明属于光电探测技术领域，公开了一种线阵CCD探测器的信号处理电路，包括依次连接的前置放大电路、差分放大电路、滤波电路，模数转换器、光强调节电路和光源；其中，前置放大电路的输入端用于连接线阵CCD探测器的输出端，光源的输出端用于连接线阵CCD探测器的输入端；前置放大电路用于对线阵CCD探测器输出的信号进行电流放大以提高带负载的能力；差分放大电路用于对前置放大电路的输出信号进行差分放大以抑制掉共模引起的干扰，得到有效差模信号；滤波电路用于将差分放大电路输出的差模信号中的高频成分滤除；光强调节电路用于对光源光强进行调节以控制线阵CCD探测器输出电压信号的幅值；该信号处理电路可进一步提高基于CCD精密光学检测系统的测量精度。

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，更具体地，涉及一种线阵CCD探测器的信号处理电路。

背景技术

随着光电探测技术的快速发展，线阵CCD探测器因其分辨率高、灵敏度高、重量轻、体积小、像素位置准确、功耗小、可靠性好、信号处理方便、易于与计算机配合等优点，被广泛用于军事、医疗、工业检测、气象、机器人等众多微小角度精密光学测量领域。

在精密光学测量领域中，使用较多的是以线阵CCD探测器作为测量元件，CCD探测器根据光的强弱集聚相应电荷，产生与电荷成正比的弱电压信号，再通过驱动电路输出一个能表示敏感物体光强弱的电信号或视频信号，即完成光电转换，此时的视频信号带有一定复位脉冲干扰和外界因素引起的干扰信号，因此要准确的检测到图像信号，必须进行适当的处理，才能提供给后级电路进行处理，后级电路经过一类系列信号处理电路解算出目标位置信息或者偏移角度值，因此CCD光电探测信号的处理正确性直接影响精密光学检测系统测量精度。

现有的线阵CCD信号处理电路采用相关双采样等技术，设计较为复杂，且针对不同CCD光电探测器需重新设计信号处理电路，增加了设计和研制成本。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种线阵CCD探测器的信号处理电路，其目的在于进一步提高基于CCD的精密光学检测系统测量精度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种线阵CCD探测器的信号处理电路，包括依次连接的前置放大电路、差分放大电路、滤波电路，模数转换器、光强调节电路和光源；

其中，前置放大电路的输入端用于连接线阵CCD探测器的输出端，光源的输出端用于连接线阵CCD探测器的输入端；

前置放大电路用于对线阵CCD探测器输出的视频模拟电压信号进行电流放大以提高其带负载的能力；

差分放大电路用于对前置放大电路的输出信号进行差分放大以抑制掉共模引起的干扰，得到有效差模信号，从而降低干扰信号对图像信息的影响；

滤波电路用于将差分放大电路输出的差模信号中的高频成分滤除；

光强调节电路用于对光强进行调节，通过光强的调节控制线阵CCD探测器输出模拟电压信号的幅值。

优选的，上述的线阵CCD探测器的信号处理电路，其光强调节电路包括DSP处理器和自动增益调节电路；

其中，DSP处理器用于将模数转换器输出数字信号的电压值与预设阈值电压进行比较产生控制信号以控制自动增益调节电路的通断；

其中，自动增益调节电路用于根据该控制信号通断对光源的光强进行调节，以控制线阵CCD探测器输出模拟电压信号的幅值，以克服线阵CCD探测器在接收光信号微弱的情况下输出视频信号电压幅值小易被淹没在噪声中，而在接收光信号光强较强情况下线阵CCD探测器容易达到饱和状态无法有效识别出目标位置信息的缺陷。

优选的，上述的线阵CCD探测器的信号处理电路，其DSP处理器还具有用于连接上位机连的接口；用于将DSP处理器得到的目标角度解算值通发送到上位机。