- 数码相机的CCD前端系统方案

　　图6  CCD时序

　　
相机的前端系统对电源要求很高，很容易将电源噪声反应在图像信号上，一般都选用低压稳压器(LDO)，本文使用RT9013-33 LDO，具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比，电流最大值达到500mA。CDS 3组电源中，以TG电源负载最大，工作时负载变化很大，一般选用较低ESR 47uF以上的钽电容，假如此路电源处理不当，会出现竖条纹。-7V和+13V也要求较低的纹波。
　　
本文采用晶振电路能够满足要求
　　
零件摆放和走线(LAYOUT)，CCD前端系统是数码相机的心脏，是像的来源，在系统设计中处于优先考虑的位置。CCD和CDS按尽量靠近的原则。CCD输出的信号，工作频率达到33.75MHz，路径要短，最好在同一层，线周围不但要包地，PCB板上、下层也要铺地，避免受其它信号源的干扰和干扰其它信号源。CCD其它信号线H1,H2,RS,工作频率33.75MHz,也要同CCD输出信号一样处理。前端系统的CCD GND,同相机系统的GND要单独分开， 避免数字地的影响。相机尺寸朝小型化发展,在系统的设计中, 前端系统尽量远离其它干扰源,或预先屏蔽。
　　
由于LAYOUT 和零件差异性，CCD前端系统需对高速信号H1，H2，RS，ACLK，DCLK，FCDS，FS相位调整，以便正常工作，获得最佳的图像信号。用示波器观察波形调整， 要注意选择合适探头测试。

调整CDS的DCLK相位，使传输DSP的时钟数据线同步。假如不能同步，DSP接收不到正确的图像信息。此CDS上没有对H1，H2相位的调整，只能通过外部电路调整串联电阻阻值。厂商对H1，H2，RS提供建议值，假如H1，H2偏离标准值，会造成图像信号传输不完整，影响图像质量。
　　
调整RS，ACLK，DCLK，FCDS，FS相位，都是通过串口改变TG寄存器的数据。一种方法用示波器观察波形，使RS和H1在同一上升沿，FCDS的上升沿比H1的下降沿稍迟一点，RS的上升沿比FS的上升沿稍迟一点， ADCK的上升沿比FS的上升沿稍迟一点。另一种方法是固定好光圈，快门速度，Gain(增益)值，光源，改变不同的相位值对色板拍照， 用PHOTOSHOP打开照片，记录色阶分布中的“平均值”和“标准偏差”，“平均值”指的是照片的亮度，反应CCD的输出能力，数值越大，CCD的信号输出越大，“标准偏差”(描述亮度范围的单位)数值越大，杂讯越大。取“平均值”和“标准偏差”数值绘制图表曲线，取“平均值”和“标准偏差”平衡点，即较大的亮度和较小的杂讯。照片对应的相位值就是比较理想的调整值。或此两种方法相互运用，再加上实拍，求得调整值。
　　
结语
　　
数码相机的CCD的前端系统设计是整台相机设计的关键， 随着相机向高像素，高图像品质发展，工作频率越来越高，对元器件特性和前端系统要求更高。