一種ccd攝像機的電子快門電路的製作方法
2023-04-27 15:41:26
專利名稱：一種ccd攝像機的電子快門電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於攝像機技術領域，尤其是一種CCD攝像機的電子快門電路。
背景技術：
在視頻監控過程中，當外界環境亮度發生變化時，攝像機必須要對曝光進行控制。目前CXD圖像傳感器都已集成電子快門端子(SUB端子)，通過外界輸入信號的變化，用來電子控制CCD曝光時間，此控制信號即為電子快門信號VSUB。由於VSUB信號為脈衝信號，其振幅一般較高，幅值範圍在+19V +24V之間，但是一般MCU輸出電平為TTL/LVTTL電平，幅值較低，無法直接產生符合CXD使用的VSUB信號，因此，現有電路是利用DSP產生電子快門信號，之後通過電平轉換晶片產生VSUB信號或者使用專用AFE晶片產生適合CXD使用的VSUB信號。但是，上述電路無法適用於多種類型的CXD圖像傳感器，而且成本高、靈活性差，無法滿足現今企業模塊化和多產品化的設計需求。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種設計合理、成本低廉、靈活性強的CCD攝像機的電子快門電路。本實用新型解決其技術問題是採取以下技術方案實現的:一種CXD攝像機的電子快門電路，包括電容Cl、電容C2、電容C3、電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、PNP型三極體Q1、NPN型三極體Q2和二極體Dl ;所述電容Cl的一端接輸入信號XSUB，電容Cl的另一端與電阻Rl的一端及PNP型三極體Ql的基極相連接，電阻Rl的另一端與正電壓V+及PNP型三極體Ql的發射極相連接，PNP型三極體Ql的集電極與NPN型三極體Q2的集電極及電容C2的一端相連接；所述電容C3的一端接輸入信號XSUB，電容C3的另一端與電阻R2的一端及NPN型三極體Q2的基極相連接，電阻R2的另一端接工作地，三極體Q2的發射極與電阻R3的一端相連接，電阻R3的另一端接負電壓V-；電容C2的另一端與輸出信號VSUB、二極體Dl的負極及電阻R4的一端相連接，二極體Dl的正極接鉗位電壓Vclamp,電阻R4的另一端接工作地。而且，所述的電容Cl和電容C3的容值相等。而且，所述的所述的電阻R1、電阻R2和電阻R4的阻值相等。而且，所述的正電壓V+為CCD中FD放大器的源級跟隨器供應電壓，其範圍在+12V +15V之間；V-為CXD靜電保護偏壓，其範圍在-7V -9V之間。本實用新型的優點和積極效果是:本實用新型通過對MCU輸出的電子快門信號XSUB進行鉗位、電壓轉換，提供符合CCD要求的電子快門信號，解決了現有的電子快門產生電路靈活性差、成本高的問題，具有結構設計簡單、穩定、靈活性強、成本較低等特點，適合多種類型MCU及圖像傳感器CCD使用的電子快門電路。
圖1是本實用新型的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳述。一種(XD攝像機的電子快門電路，如圖1所示，包括電容Cl、電容C2、電容C3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、PNP型三極體Ql、NPN型三極體Q2和二極體Dl。電容Cl的兩端分別接輸入信號XSUB和PNP型三極體Ql的基極，電阻Rl的兩端分別接正電壓V+和三極體Ql的基極。三極體Ql的發射極(E)、基極(B)、集電極(C)分別接正電壓V+、電容Cl和電阻Rl的交點A、電容C2與三極體Q2交點C。電容C3的兩端分別接輸入信號XSUB和三極體Q2的基極。電阻R2的兩端分別接工作地、電容C3與三極體Q2的交點B。電阻R3的兩端分別接三極體Q2的發射極和負電壓V-。三極體Q2的發射極(E)、基極(B)、集電極(C)分別接電阻R3不與負電壓相V-接的一端D、電容C3和電阻R2的交點B、電容C2與三極體Ql交點C。電容C2的兩端分別接三極體Ql和Q2的交點C、輸出信號VSUB。二極體Dl的兩端分別接鉗位電壓Vclamp和輸出信號VSUB。電阻R4的兩端分別接輸出信號VSUB和工作地。本實用新型的工作原理為:電路中V+為CXD中FD放大器的源級跟隨器供應電壓，範圍在+12V +15V之間；V-為C⑶靜電保護偏壓，一般在-7V -9V之間。Vclamp為VSUB信號的鉗位電壓，一般依CXD的要求而設計。一般情況下PAL制系統中，CXD所需VSUB信號頻率為25HZ的窄脈衝，脈衝寬度T為2 3us之間，高低電平的壓差即脈衝的振幅Vpp=(V+)- (V-)，其低電平為Vclamp，高電平為Vclamp+Vpp。該電路所需要的輸入信號XSUB為MCU輸出的25HZ的方波信號，其電平為TTL或者CMOS類型。XSUB信號峰峰值較低，高電平一般為Vh=3V 5V，低電平為0V。在t0時刻，XSUB=OV,NPN型三極體Q2的基極電壓VB大於其射極電壓VD，Q2工作在導通狀態。此時，工作地，電阻R2，Q2的發射結，電阻R3，電源-7V組成一個電流通路。此通路的電流為:Iq2= (0V- (V-)-0.7V)/ (R2+R3)，其中0.7V為三極體Q2的PN結導通電壓。因此，三極體Q2的發射極電壓VD0=Iq2 X R3+V-，Q2的基極電壓VBO被鉗位到VD0+0.7V,Q2的集電極VCO也被鉗位到VD0。與此同時，由於PNP型三極體Ql的發射極電壓V+等於基極電壓VA0，集電極電壓VCO小於基極電壓，其PN結均處於截止狀態，即三極體Ql處於截止狀態。在tl時刻，XSUB由OV升高到Vh，給電容Cl、C3充電完成後，三極體Ql的基極電壓VA1、三極體Q2的基極電壓VBl和射級電壓VDl升高到VAO+Vh、VBO+Vh、VDO+Vh。此時，PNP型三極體Ql保持截止狀態，之後電容Cl通過電阻Rl放電。而NPN型三極體Q2仍符合導通條件，其基極電壓VB1、射級電壓VDl被迅速鉗位至VBO和VD0。電阻R3的作用是減弱此尖峰對負壓源的幹擾，同時由於其對輸出信號低電平VDO的影響，其大小的選擇應綜合考慮這兩點因素。在t2時刻，XSUB由Vh下降到0V，同時三極體Ql的基極電壓VA2、三極體Q2的基極電壓VB2瞬間降低到VA0-Vh、VB0-Vh。由於此負脈衝的影響，三極體Ql和Q2的狀態發生改變。PNP型三級管Ql的基極電壓VA2小於Ql發射極電壓V+，Ql由截止狀態變化為導通狀態。同時，NPN型三極體Q2的基極電壓VB2小於Q2發射極電壓，Q2由導通狀態變化為截止狀態。此時三極體Ql和三極體Q2的集電極連接點C點電壓發生突變，VCl被鉗位至V+。NPN型三極體Q2在負脈衝的影響下，基極電壓VBO降低至VB2=VB0_Vh，而後，工作地通過電阻R2對電容C2充電，當經過T時間後，基極電壓VB2逐漸升高至大於Q2發射極電壓VD0。同時，PNP型三級管Ql的基極電壓VA2也逐漸升高至大於Ql發射極電壓V+。因此，T時刻後，NPN型三極體Q2由截止狀態變化為導通狀態，而PNP型三級管Ql由導通狀態變化為截止狀態，三極體的集電極連接點C點電壓回落，VC2重新鉗位至VD0。上文中所述的T時刻即為輸出電子快門信號的脈衝寬度。T的計算方法為:T=-R2XC3Xln (Vh/(Vh-V-))ο電容C2為隔直通交電容，主要起隔離直流電平以及耦合脈衝信號的作用。同時電容C2和電阻R4在PNP型三極體Ql導通、NPN型三極體Q2截止時，與PNP型三極體Ql形成充放電迴路。此時應注意，其充電時間T2=R4XC2應大於脈衝時間T。否則T2時間內，NPN型三極體Q2還未達到導通狀態，三極體的集電極連接點C點電壓會被鉗位至Vclamp，導致輸出信號VSUB出現問題。二極體Dl為電子脈衝信號提供鉗位電壓，電壓的大小依CCD要求而定。此實施例中，假設快門V+=15V，V-=-7V, Vclamp=8V,選取電容Cl=C3=luF，電阻R1=R3=10K，電容C2=10uF，電阻R4=10K，PNP型三級管Ql選擇通用型PNP型三極體2SA1576A，NPN型三極體Q2選擇通用型三極體2SC4081，二極體Dl選擇開關二極體1SS355。需要強調的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型包括並不限於具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬於本實用新型保護的範圍。
權利要求1.一種CXD攝像機的電子快門電路，其特徵在於:包括電容Cl、電容C2、電容C3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、PNP型三極體Q1、NPN型三極體Q2和二極體Dl ;所述電容Cl的一端接輸入信號XSUB，電容Cl的另一端與電阻Rl的一端及PNP型三極體Ql的基極相連接，電阻Rl的另一端與正電壓V+及PNP型三極體Ql的發射極相連接，PNP型三極體Ql的集電極與NPN型三極體Q2的集電極及電容C2的一端相連接；所述電容C3的一端接輸入信號XSUB，電容C3的另一端與電阻R2的一端及NPN型三極體Q2的基極相連接，電阻R2的另一端接工作地，三極體Q2的發射極與電阻R3的一端相連接，電阻R3的另一端接負電壓V-;電容C2的另一端與輸出信號VSUB、二極體Dl的負極及電阻R4的一端相連接，二極體Dl的正極接鉗位電壓Vclamp，電阻R4的另一端接工作地。
2.根據權利要求1所述的一種CCD攝像機的電子快門電路，其特徵在於:所述的電容Cl和電容C3的容值相等。
3.根據權利要求1所述的一種CCD攝像機的電子快門電路，其特徵在於:所述的所述的電阻R1、電阻R2和電阻R4的阻值相等。
4.根據權利要求1至3任一項所述的一種CCD攝像機的電子快門電路，其特徵在於:所述的正電壓V+為CXD中FD放大器的源級跟隨器供應電壓，其範圍在+12V +15V之間；V-為CXD靜電保護偏壓，其範圍在-7V -9V之間。
專利摘要本實用新型涉及一種CCD攝像機的電子快門電路，其技術特點是輸入信號連接電容C1、電阻C2的一端，電容C1的另一端與電阻R1的一端及三極體Q1的基極相連接，電阻R1的另一端與正電壓V+及Q1的發射極相連接，Q1的集電極與三極體Q2的集電極及電容C2的一端相連接；電容C3的另一端與電阻R2的一端及Q2的基極相連接，電阻R2的另一端接工作地，Q2的發射極與電阻R3的一端相連接，電阻R3的另一端接負電壓V-；電容C2的另一端與輸出信號、二極體D1的負極及電阻R4的一端相連接，二極體D1的正極接鉗位電壓，電阻R4的另一端接工作地。本實用新型設計合理，具有結構設計簡單、穩定、靈活性強、成本較低等特點。
文檔編號H04N5/235GK202998282SQ20122058797
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者武付軍, 王閃閃 申請人:天津市亞安科技股份有限公司