电荷耦合器件原理与应用PDF电子书下载

目录 1

第一章 CCD的基本工作原理 1

第一节 电荷存储 1

第二节 电荷转移 8

第三节 CCD的电极结构 13

1．三相CCD 13

2．二相CCD 16

3．四相CCD 19

1．表面沟道和体内沟道 23

第四节 信号转移沟道 23

2．转移沟道的横向界限 28

3．n型沟道和p型沟道 29

第五节 电输入和信号检测结构 31

1．电输入结构 31

2．信号检测结构 38

第六节 外围电路 48

1．引言 48

2．时钟脉冲 49

3．时钟发生器 53

4．新一代的驱动器 55

5．外围电路集成化 56

第二章 CCD的物理性能 59

第一节 信号处理能力 59

1．表面沟道器件 59

2．体内沟道器件 64

第二节 转移效率 67

1．转移损失率的简单测试方法 67

2．转移过程的理论分析 70

第三节 存储时间和暗电流 85

1．转移噪声 94

第四节 噪声 94

2．电输入噪声 99

3．输出噪声 102

4．暗电流噪声 105

第五节 功耗 106

1．内部功耗 106

2．外部功耗 108

第三章 CCD象感原理 110

第一节 CCD象感的物理基础 110

1．半导体的光吸收 110

2．光电转换 114

第二节 线型象感器 115

1．单线结构 116

2．双线结构 118

第三节 面型象感器 120

1．帧传输结构 120

2．行间传输结构 131

3．两种传输结构的比较 135

第四节 CCD象感器的性能 138

1．量子效率和响应 138

2．噪声性能 144

3．分辨能力 145

4．线性度和动态范围 152

5．缺陷和拖影 154

6．均匀性 157

第五节 象感器的新结构和新工作模式 159

1．“Z”形传输结构 159

2．参差孔成象模式 160

3．延时-积分（TDI）工作模式 165

第六节 红外象感 169

1．概述 169

2．混合式红外象感器 172

3．单片式红外象感器 175

第七节 低照度摄象 181

1．概述 181

2．图象增强器+CCD 185

3．电子轰击（EB）模式 187

第四章 CCD在象感领域的应用 190

第一节 可见光象感 190

1．文件扫描 190

2．工业用摄象机 193

3．飞行帽上的瞄准系统 196

4．动态条件下的轮廓测量仪 199

第二节 非可见光象感 205

1．X射线成象 205

2．紫外线成象 208

3．电子束成象 210

4．探测最小电离粒子 218

5．红外探测技术 218

第三节 彩色象感 221

1．单片象感器-彩色电视摄象机 221

2．电视台播放彩色影片 228

1．新型宽动态范围光探测结构 230

第四节 象感领域的其它开发应用 230

2．自调焦相机 234

3．高分辨能力、可拼接的TDI模式象感器 235

4．模拟图象存储 238

5．伽利略木星轨道飞行器中的800×800摄象机 240

6．高精度制导用的跟踪器 242

7．集成薄膜光学波导——CCD线型象感器 247

第五章 CCD模拟信号处理原理 250

第一节 准备知识 251

1．采样 251

2．离散变换 252

3．z变换 253

第二节 CCD信号处理模块的性能 258

1．存储时间 258

2．时间-带宽乘积 258

3．线性度 260

4．动态范围 263

第三节 延时线 264

1．基本形式 264

2．多沟道形式 266

第四节 多路分路结构 268

3．性能 268

第五节 CCD横向滤波器（固定权重） 271

1．概述 271

2．分裂电极形式 274

3．数学表述 276

4．频域分析 277

5．性能 281

6．实际设计考虑 285

7．分裂电极滤波器的改进 286

8．横向滤波器的几种应用形式 288

第六节 相关器 298

第七节 递归滤波器 303

第八节 电可编程横向滤波器（EPTF） 311

1．用途 312

2．加权方法 312

第九节 电荷域滤波 325

1．电荷累加器 326

2．数字电荷转移滤波 326

3．电荷定向网络（CRN） 327

1．对偶差分工作模式 331

第一节 信号处理功能的开发 331

第六章 CCD在信号处理领域的应用 331

2．微处理机控制的抽头延时线 334

3．信号处理功能块 336

4．电可编程分裂电极横向滤波器（EPSEF） 339

5．利用ROM和MDAC的可编程横向滤波器 343

6．EPTF大规模集成电路 345

7．自适应滤波器 350

第二节 信号处理应用 353

1．MTI相消器 353

2．脉冲多普勒雷达处理器 356

3．在现代音乐和音响系统中的应用 361

4．超声成象系统的动态调焦透镜 364

5．PAL译码器 369

6．电视制式变换 372

7．60MHz图象存储示波器中的时间轴变换 374

8．标准电视质量的改进 377

第七章 发展中的CCD 379

第一节 新型器件和新工作模式 379

1．结型CCD（JCCD） 379

2．虚相CCD 386

3．抗弥散的新结构 392

4．薄膜CCD 395

5．高速CCD 396

6．低转移损失工作模式 409

7．PLOSS结构（硅扫描器上光电导层） 413

第二节 新一代象感器 415

1．CCD133和CCD143（美国Fairchild公司） 415

2．TCD102C（日本东芝） 421

3．OPA2048CA（日本冲电气） 426

4．适合自调焦系统的线型象感器 431

5．用浮置光敏二极管的行间传输CCD 436

6．高分辨能力CCD线型象感器的四线结构 439

第三节 模拟信号处理的新模块 444

1．无源CCD谐振器 444

2．电荷耦合模拟-数字转换器（CCADC） 451

第四节 其它 454

1．设计超大规模集成CCD用的二维模型 454

2．应用微处理机的CCD测试控制台 460

附录A 戽链器件（BBD） 462

附录B 电荷注入器件（CID） 466

附录C 一些国家的CCD研究单位 472

参考文献 474