基于AD623的CCD输出信号差分驱动电路设计

基于AD623的CCD输出信号差分驱动电路设计

    CCD在驱动脉冲的作用下，经移位寄存器顺序输出视频信号，复位脉冲RS每复位一次，CCD输出一个光脉冲信号。由于TCD1501C信号检测采用选通电荷积分器结构。使其视频输出信号中叠加了一些由周期性复位信号RS引起的串扰信号。而且有效信号幅值较小，约为500 mV。直流电压约有4．1V。这是一组典型的共模电压较高、有效差模信号较低的差分信号，信号波形如图3和图4所示。所以模拟信号输出在进行后续处理(括长线传输、A/D转换等)之前要进行一系列预处理，消除视频信号中的复位脉冲串扰及其他干扰，将微弱的视频信号进行幅值放大及驱动能力的放大。由于是对差分信号的处理，所以先讨论一下差分电路的基本概念。图5为差分信号测量电路里差模和共模电压示意图，VDIFF是信号差模电压，VCM是信号共模电压，信号输出VOUT=R2/R1·VDIFF=G·VDIFF理想状态下，一般差模增益G≥1，而共模增益(％mismatch／100)×G／(G+1)接近于零，因此可以看出共模增益主要是电阻不匹配的函数，在实际测量电路中可能会由于电阻值的微小不匹配而导致两个输入端的共模电压不一致，而使电路的直流共模增益不为零。共模抑制比(CMRR)就是差模增益G与共模增益的比值。用对数形式表示：201g[(100／％mismatch)×(G+1)]。实际工程应用中，电路工作在一个很大的噪声源中．如50 Hz交流电源线的噪声、设备的开关噪声、无线信号的传输噪声，这些干扰信号作用在差分输入端，将会在输出端产生一个共模信号，因此差分信号处理除了要求有高的DC CMRR．还要有高的AC CMRR。

    在电路设计中选用了ADI公司的仪器仪表放大器AD623．内部结构原理如图6所示。

    在电路设计中选用了ADI公司的仪器仪表放大器AD623．内部结构原理如图6所示。

    AD623集成了3路运放．可单电源或双电源工作，具有较高的CMRR和极低的电压漂移，除了一个控制可编程增益的外接电阻外，所有元件都集成在内部，提高了电路温度稳定度和可靠性。应用AD623的CCD模拟信号处理电路如图7。将视频信号及其补偿输出分别送至AD623的反相和同相输入端．在AD623的输出端接一级射极跟随器以增强信号的驱动能力。选用该器件可消除采用普通运放和外围电阻所引起的输出信号的温度漂移。

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