基子线阵CCD的长距离传输外总线的设计

因为CCD器件首先输出的是一定数量的哑元信号，所选择的SPDT(单刀双掷)开关的开关切换时间远远小于前面哑
　　
　　
　　
　　元信号的总输出时间，故开关切换到CCD信号通道的时间对于曝光像元信号的输出没有任何影响。当计数到5076或5064(不计后12个哑元)时，电缆两端两开关控制信号再次变换极性，使电缆切换到光积分脉冲信号通道。其实，只要在下一个光积分脉冲到来前的空操作的任何时刻完成通道切换即可。
　　
　　原本最显然且直接的设计方案是采用另一条规范的总线(比如422总线)来专门传输由ISA板输出的光积分控制信号，而由CCD视频信号独占同轴电缆，这样也可满足工程化的要求；而且422总线的双绞线在恶劣环境下的传输距离和抗干扰性能也令人可以接受。
　　
　　不过比较来说，单同轴电缆双向复用总线更有优越性。
　　
　　第一，原理更加简洁实用，其接口协议比422接口协议还简单；
　　
　　第二，两端切换开关的介入并不影响视频信号的传输，而且开关的切换是在一帧CCD信号的两端外，其可能产生的瞬变电压或电压波动影响不到整帧有效信号；
　　
　　第三，控制信号的产生也很方便。熟悉VHDL或Verilog语言的人都清楚，在CPLD或FPGA编程中，新增一个计数器(或本来设有计数器)并增加几条计数判断控制指令，锁定外部一管脚输出控制信号，就实现了SPDT开关控制功能；
　　
　　图6
　　
　　第四，总线带宽和传输距离的优越性明显，与同轴电缆达400MHz的带宽和300m~500m的传输距离相比，双绞线显然逊色；
　　
　　第五，节省外部连接线，安装简单。例如。一块ISA采集板采集4路CCD传感头，如果采用422总线接口传输光积分脉冲，则需要4组共8根双绞线，而采用单同轴电缆双向时分复用传输总线，则用4根同轴电缆就够了，连接操作也再简单不过；
　　
　　图7
　　
　　第六，同轴电缆抗干扰性也比双绞线好，更好地满足了工程实用化的严格要求。
　　
　　图8
　　
　　该单同轴电缆双向复用传输外总线已经应用于高精度CCD角度传感器的数据采集系统中

《基子线阵CCD的长距离传输外总线的设计(第2页)》