一、CCD傳感器的工作原理
CCD檢測系統選用TCD1209D線陣CCD圖像傳感器, TCD12091D的光敏陣列共有2075個光電二極管,其中27個光電二極管被遮蔽,中間的2048個光電二極管為有效光敏單元。由于鏡頭井深和同光亮的等因素決定了2048個像素單元不可能全部被采用。每個米道大約占有30多個像素。占有的像素數決定了該色選機系統的分辨率。
TCD12091D的工作原理:Tcdl209d驅動脈沖主要有5路。轉移脈沖SH驅動脈沖CRl和CR2復位脈沖RS緩沖控制脈沖CP等5路控制脈沖。轉移脈沖的高電平期間,驅動脈沖CR1也必須保持高電平,而且必須保證SH的下降沿落在CR1的高電平上,這樣才能保證光敏區的信號電荷并行的向模擬移位寄存器的CR1電極轉移,完成電荷信號的并行轉移后, SH變為低電平。光敏區于模擬移位寄存器被隔離。
二、AD轉換模塊
A/D變換芯片采用AD公司的AD9224。AD是美國AD公司生產的一種12位、高性能模數轉換器。它具有片內高性能采樣保持放大器和電壓參考。在單一+5V電源下,它的功耗,僅有376mW,信噪比與失真度為7dB左右。且具有信號溢出指示位,并可直接以二進制形式輸出數據。采用多級差動流水線式結構對輸出錯誤進行邏輯糾正,以保證在整個工作范圍內不碼。AD9224的接口十分方便,可廣泛應用在圖象、通信系統以及醫療超聲波設備中。它是為線陣CCD而設計的高度集成化A/D轉換器件。其工作時鐘可以達到15MHz,內置可以實現暗背景校正或相關雙采樣的鉗位電路。
三、分選系統
分選控制系統另一個重要的部分就是分選系統,也是整個CCD色選機最容易出現問題的地方。在鏡頭檢測出有效信號,經過比較分析后得到我們所需要的信號后,經過電磁閥驅動電路,最終驅動電磁閥噴出壞米。 在分選控制系統中CCD接口板起到控制電磁閥和CCD驅動板通訊的作用。CCD接口板是連接上位機、CCD馭動板和電磁閥的中樞接口板。CCD接口板與CCD驅動板采用CPLD和ARM的組合方案。選用lattice公司的lcml200xo, ARM選擇ST公司的cortekm3系列。