3.4 Синтез схемы управления выходным устройством пзс

Задача выходного устройства превратить заряды, выводимые из нижнего регистра в напряжение видеосигнала.

На рисунке 3.28 показан принцип работы выходного устройства. Рисунок 3.28,а соответствует по времени III фазе работы нижнего регистра, рисунок 3.28,б I фазе, а рисунок 3.28,в II фазе работы выходного устройства . При этом выводимый заряд оказывается под последним затвором III фазы. На затвор транзистора сброса в это время поступает положительный импульс(p-подложка) который понижает барьер между областями (ямами) плавающей диффузионной области за счет чего заряд в левой части плавающей диффузионной области устанавливается равным напряжению питания правой ямы.

Рисунок 3.24– Временные диаграммы управляющих потенциалов для третей фазы нижнего регистра

Рисунок 3.25 - Карта Карно для нахождения сигнала, поступающего на вторую фазу нижнего регистра

Рисунок 3.26

Рисунок 3.27– Выходное устройство ПЗС

Рисунок 3.28– Принцип работы выходного устройства ПЗС

В течение I фазы подается импульс обеднения на выходной затвор, и заряд переливается из-под II фазы в яму под выходным затвором.

В следующий такт (II фаза) яма под выходным затвором исчезает и заряд переливается в плавающую диффузионную область, связанную с затвором выходного транзистора.

Такую последовательность импульсов можно получить при помощи JK-тригиров. Причем данные импульсы должны вырабатываться только во время прямого хода строчной развертки.

Спроектируем устройство для получения последовательности импульсов на выходном затворе, временные диаграммы показаны на рисунке 3.29. Таблица истинности показана в таблице 3.11

На карте Карно изображены несколько единичных областей(рисунок 3.30).

Таблица 3.11 - Таблица истинности для функции Uф1в

№ терма	U1	U3	Qв1	Uф1в
1	0	0	1	1
3	0	1	1	1
5	1	0	1	1
7	1	1	1	1
0	0	0	0	0
2	0	1	0	1
6	1	1	0	1
4	1	0	0	1

Исходя из этого, минимальная конъюнктивная нормальная форма будет иметь вид:

Спроектируем устройство для получения последовательности импульсов на затворе транзистора сброса, временные диаграммы показаны на рисунке 3.31. Таблица истинности показана в таблице 3.12

Рисунок 3.29– Временные диаграммы управляющих потенциалов для выходного затвора

Рисунок 3.30 - Карта Карно для нахождения сигнала, поступающего на выходной затвор

Рисунок 3.31– Временные диаграммы управляющих потенциалов на затвор транзистора сброса

Рисунок 3.32 - Карта Карно для нахождения сигнала, поступающего на затвор транзистора сброса

Таблица 3.12 - Таблица истинности для функции Uф2в

№ терма	U1	U3	Qв2	Uф2в
1	0	0	1	1
3	0	1	1	1
5	1	0	1	1
7	1	1	1	1
0	0	0	0	0
2	0	1	0	1
6	1	1	0	1
4	1	0	0	1

На карте Карно изображены несколько единичных областей(рисунок 3.32)

Исходя из этого, минимальная конъюнктивная нормальная форма будет иметь вид:

На рисунке 3.33 изображена схема управления выходным устройством.

Рисунок 3.33

Сигналы, поданные на каждую из фаз секции накопления, памяти, нижнего регистра и выходного устройства, должны быть усилены по току до необходимой величины. Схема состоит из операционного усилителя с неинверсным включением. Такие преобразователи уровней будут использованы для каждой фазы четырех секций ПЗС.

Рассчитаем преобразователи уровней для секции накопления. В качестве операционного усилителя будем использовать операционный усилитель К1408УД1 со следующими параметрами:

• Напряжение питания: 7,40 В,

• Коэффициент усиления: 20 В/мВ,

• Напряжение смещения: 5мВ,

• Входной ток: 20нА,

• Потребляемый ток: 4мА,

• Максимальный выходной ток: 20 мА.

Рассчитаем значения сопротивлений делителя и.

,

где - значение дифференциального входного напряжения, В;

- входное напряжение, равное 2,8В (поскольку используется ТТЛ логика);

- напряжение обратной связи, В.

выразим , которое будет равно

В.

В свою очередь напряжение обратной связи также находится по формуле

,

где и- сопротивления делителя;

- выходное напряжение усилителя.

Пусть кОм, тогда найдем, поскольку известно, чтоВ иВ. Таким образом, получим:

Ом.

Выберем ближайшее номинальное значение 12кОм

Поскольку напряжение питания операционного усилителя К1408УД1 равно В, а напряжение питания матрицы ПЗС 15В, следовательно необходимо поставить стабилитрон. То есть, питание на операционный усилитель будет подаваться через сопротивлениеR1 и стабилитрон VD1 (2C510A).

Ом,

где - напряжение питания матрицы ПЗС, В;

- напряжение питания ОУ, В;

А,

- входной ток операционного усилителя;

- ток стабилитрона.

Таким образом, исходя из идентичности фаз ФН1, ФН2 и ФН3 будем считать, что

кОм;

кОм;

кОм.

Схемы «драйверов»(приложение А рисунок А.1,А.2,А.3,А.4) будут идентичны для каждой фазы четырех секций ПЗС, будем считать, что:

кОм;

кОм;

кОм.