简答题

简述CCD摄像机的工作原理。

正确答案

光敏区不是由一个个光电转换和储存元件一行或一列组成,而是矩阵式行列排列,是由许许多多个光电转换和储存元件组成的一个二维面阵,它把入射到CCD像感器上的二维光学影像转换成按时间顺序排列的信号电荷并暂时储存。
转移区是利用模拟移位寄存器把行列电荷有序地转移至输出电路区。即在场消隐期间,成像区(光敏区)积累的信号电荷由场移位寄存器逐行快速的传送至存储区,然后在每一行消隐期间转移一行信号电荷到水平移位寄存器,再在行正程期间由水平移位寄存器将信号电荷传送到输出电路区。输出电路区由输出门、浮置电容、复位门和场效应管源极跟随器输出级组成。
其原理为:在t1时刻,信号电荷储存在电极φ2下的势阱中,浮置电容处于上一次复位后输出场效应管的漏极电平上(高电平);在t2时刻,φ2变为低电平,驱动信号电荷通过输出门进入浮置电容,导致电压降落。使场效应管栅极电位下降,输出电流变大,由源极负载电阻输出的电压信号OS变大。
输出门OG加有一个固定直流电压,以便形成必要的电位梯度。为了拾取下一个光敏单元的信号电荷,浮置电容必须复位到起始状态。
故在t3时刻,复位门RS上加一个复位脉冲,复位晶体管导通,浮置电容上的电荷放掉,使其复位到场效应管的漏极电平上(高电平)。重复上述过程,从而获得连续的电压信号(视频信号)。

答案解析

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