CCD电路设计 2．2．1 CCD选择 工程测量中， CCD器件选择的主要依据是测量精度和测量范围。为了获得图像细节，必须要保证CCD的空间分辨率。按照采样定理的要求，如果已知图像的特大的空间频率（即每毫米的线数）， 则抽样频率应大于图像特大空间频率的2倍。例如，设图像的特大空间频率为每毫米40条线数，则抽样频率应大于或等于每毫米80条线数，对应的抽样尺寸（分辨率）为1/80=12．5μm。我们应根据所求得的抽样尺寸选择CCD器件。CCD的抽样尺寸即为所要求的CCD的像元尺寸。若CCD的像元数为N，则其所能测量的特大尺寸也就确定，即为（N×像元数）/β，其中β为光学系统的放大率。 此外，还要保证图像的亮度值处于CCD器件的转换特性允许的动态范围之内，确保转换后的图像信息不失真。如果光学图像亮度值在时间坐标上还有变化（即动态测量），则图像亮度对时间的变化上有一个特高截止频率。按照采样频率定理， CCD在时间坐标上对光学图像的采样频率应保证大于或等于图像特高截止频率的2倍。由此可以确定允许的CCD光积分时间和计算机对信息采集的时间。为保证被测信号的质量，实际采样频率取被测信号特高频率的3～4倍，有时甚至取到10倍。 CCD的像元是由光敏材料制成的。由于材料本身的性能所限，在光电转换时，CCD的各像元存在响应非均匀性和单个像元响应的非线性问题，这都将对测量精度产生影响。因此，选择器件时，应选用响应非均匀性低和线性度好的器件。

      光学系统的设计 基于线阵CCD的非接触直径测量系统以光电 CCD器件作为接收，属于光电能量转换系统。CCD对物体的取样是通过光学系统实现的， CCD像敏元上所成像的稳定性与准确性对系统测量精度影响很大。为满足系统的测量精度，光学系统设计时必须做到像面照度分布均匀、杂散光少、成像几何畸变小 ［4－5］ 。光 学系统的设计主要包括照明系统设计和成像光学系统设计。该测量系统对照明系统的要求是照度均匀、稳定和能提供足够的光强。 在照明系统设计中，涉及到光源的选择和照明方式。由于该照明系统的设计依据是通过测量被检测物体的像来测量被检测物体的特征参数，因此，光源选择LED，光照方式采用柯拉照明方式，成像光学系统确定为物方远心光路。

CCD驱动电路设计 

当线阵CCD器件MN3611工作时，需要提供四路脉冲，

分别是转移脉冲SH、驱动脉冲

CR1和CR2、复位脉

冲RS，其时序由CPLD来实现。CPLD输出的四路脉冲经反相驱动器反相后叠加到MN3611的相位管脚上。在这四路驱动脉冲的作用下，该器件将输出OS信号（即经过光积分的有效电信号）和DOS信号（即补偿信号）。

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