Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Следовательно, изменяя определенным образом потенциалы на электродах близко расположенных конденсаторов, можно направленно перемещать накопленный зарядовый пакет. Динамику перемещения зарядовых пакетов можно проследить на примере трехфазного сдвигового регистра — устройства, состоящего нз цепочки МОП-конденсаторов. Сдвиговым регистром управляют по трехтактной схеме. Каждый электрод прибора подключен к одной из трех тактовых шин с фазами Фы Фг, Фз, как показано на рис. 6.10. Один элемент сдвигового регистра состоит из трех ячеек МОП-конденсаторов. В течение первого такта работы (момент 1г) па электроды фазы Фг подано положительное напряжение Уг. Под этими электродами образуются потенциальные ямы, в которых могут накапливаться и храниться заряды, образованные неосновными носителями.
Это может происходить как в результате воздействия снегового излучения — тогда заряды будут носителями полезной информации, так и вследствие паразитного процесса термогенерации. Нрн этом термогенерированные заряды составляют паразитную до- 6»пку к информационному заряду и являются источником темново» ток» сигнала изображения.~ Время хранения зарядов 1„р равно 160 ттАСТЬ П.
Принципы построения преобразователей Фг Фг Фз Пг г)г Пз ))1 Уг Уз Уг Уг гг Рнс. 6.10. Перемещение зарядовых пакетов в трехфазном сдвиговом регистре: а — трехфазный регистр; б — ндеальная тактовая диаграмма; в — реальная форма управляющих импульсов и, и, Г)г сгг Сгг ))г Сгг г)г г,г,г Фг Фг Фг Фг Фз Фз б) в) времени действия напряжения Уг, а режим работы ячейки под электродами фазы Фг в это время называется режимом хранения.
В момент 1г (второИ такт) на электроды фазы Фг подается напряжение Уз, значение которого превышает в 1,5... 2 раза напряжение Уг. Это напрягкение называется напряжением записи. Оно вызывает появление под электродами фазы более глубоких потенциальных ям, в которые и перетекают электроны из-под электродов фазы Фр Режим, при котором электроны перетекают из одних потенциальных ям в другие, называется режимом записи. В момент )з (третиИ такт) напряжение на электродах фазы уменьшится до значения Уг, соответствующего режиму хранения, а напряжение на электродах фазы Фг уменьшится от значения Уг до Уг, что предотвращает возврат зарядового пакета под электроды фазы Фг.
Из рис. 6.10,а видно, что перенос зарядовых пакетов произойдет слева направо, так как под электродами фазы Фг потенциал остается низким, равным Уг. Такой направлснныИ перенос зарядовых пакетов является одним из достоинств трехтактпых регистров. В регистрах, работающих по двухтакт- ной схеме, направленныИ перенос зарядов приходится обеспечивать услогкненнем структуры ПЗС. Последовательность смены потенциалов на тактовых группах показана на тактовоИ диаграмме (рис. 6.10,б). на котороИ форма упра- ГЛАВА б. 'Гелевнзнонные преобразователи свет-сигнал вляющих напряжений для трехтактной схемы идеальна. Однако для повышения эффективности переноса зарядов тактовые импульсы, подаваемые на электрод, должны перекрываться и иметь пологий фронт, что задерживает уменьшение глубины (схлопывания) потенциальной ямы.
Поэтогну практически для управления используют импульсы трапецеидальной формы (рис. 6.10,в). При этом остатки заряда (последние носители) успевают перетечь в соседнюю потенциальную яму, и в результате повысится эффективность переноса заряда. Фотоэлектрические преобразователи изображения на ПЗС делятся на два класса: линейные (одномерные) и матричные (двумерные). В линейных ФЭП фоточувствительные элементы расположены вдоль одной линии, обычно строки, и формируют одномерное изображение объекта. Такие однострочные ФЭП могут быть использованы при контроле за технологическими процессами производства, при специальном анализе и анализе оптической плотности макро- и микрообъектов.
Однострочные ФЭП могут быть использованы и для получения двумерного изображения. В этом случае необходимо перемещение ФЭП или объекта в направлении, перпендикулярном направлению строчной развертки. Твердотельным аналогом передающей трубки с электронным сканированием по строке и кадру является матричный формирователь сигнала изображения. Он представляет собой двухкоординатный массив светочувствительных элементов, в котором осуществляется электронное сканирование по координатам к и у. При проектировании такой двухкоординатной матрицы решается вопрос организации ее считывания.
Для наиболее полного использования достоинств ПЗС зарядовые пакеты должны перемещаться к одному выходному устройству, а порядок считывания информации — обычно соответствовать принятому телевизионному стандарту. При выборе способа организации считывания необходимо обеспечить минимальное смазывание изображения, возникающее при переносе накопленных зарядовых пакетов через освещенные области прибора. Поэтому в современных матричных ФЭП на ПЗС области накопления заряда н его переноса разделяют. По способу организации считывающие матрицы ПЗС делятся на матрицы с кадровым переносом заряда (КП), матрицы со строчным переносом заряда (СП) и матрицы со строчно-кадровым переносом нгряда (СКП). Матрицы ПЗС КП (рис.
6.11) включают в себя секцию накопленияя - — фотоприемную секцию, секцию хранения или памяти, которая шщищена от света и равна по площади секции накопления, и один н вн несколько параллельных выходных сдвиговых регистров. Во время активной части поля происходит накопление зарядоныт пахегон в фотоприемной секции. Во время кадрового гасящего х1АСТЫ1. Принципы построения преобразователей Секция .накопления нал еноса Секция хранения одное ойство Рнс. 6.11. Способ органиэации покадрового считывания Сдвиговый регистр импульса, накопленные заряды всех строк поля последовательно переносятся в защищенную от света секцию хранения. Далее во время накопления в фотоприемной секции следующего кадра информация из секции хранения построчно передается в секцию переноса заряда — сдвиговый регистр. Сдвиг строк в секцию переноса осуществляется во время обратного хода горизонтальной развертки.
Затем зарядовые пакеты строки поэлементно выводятся сдвиговым регистром к выходному устройству, преобразующему заряды в сигнал изображения. После считывания всей видеоинформации из секции хранения начинается перенос следующего кадра. Одним из основных достоинств покадрового считывания является уменьшение эффекта смазывания изображения, так как зарядовая информация считывается из защищенной от света секции хранения и дополнительной засветки при сканировании не происходит.
При покадровой организации легко осуществляется чересстрочное разложение изображения, также проста электродная структура, что позволяет компактно расположить ячейки матрицы. Принцип покадрового переноса удобен для освещения матрицы со стороны подложек, что позволяет удвоить ггвантовую эффективность прибора и получить более равномерную характеристику спектральной чувствительности. Матрица с покадровым переносом позволяет легко реализовать чересстрочное разложение изображения. Для этого в течение длительностей нечетных полей накопление производится под электродами Фт, а в течение длительностей четных — под электродами фазы Фз. Во время обратного хода по полям зарядовая информация нечетного поля переносится в секцию хранения (памяти).
В период следующего четного поля в режим накопления переводятся электроды фазы Фз, и в секции накопления начинаетсн новый цикл работы. В то .ке время из секции хранения последовательно, строка за строкой, переносятся все строки нечетного поля в выходной (сдвиговый) регистр, который сдвигает элементы строки один за другиле к выходнолгу устройству. Перенос зарядов отдельных строк из секции памяти в сдвиговый регистр осуществляется во время обратного хода строчной развертки, а выход зарядов строки из регистра в выходное устройство — во время прямого хода строчной развертки.
ГЛАВА 6. 'Гелевизиоииые преобразователи свет — сигнал Таким образом, в матрице с покадровым считыванием перенос зарядовых пакетов к выходному устройству осуществляется в три приема: 1) перенос из секции накопления в секцию памяти; 2) перенос из секции памяти в сдвиговый регистр; 3) перенос из сдвигового регистра в выходное устройство. Нетрудно видеть, что число переносов для разных элементов кадра будет различным. Максимальным оно будет для первого элемента верхней строки и минимальным— для последнего элемента нижней.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
