§ 4.8. Принципы построения линейных и матричных ППЗ-преобразователей

В настоящее время известно значительное число схем построения линейных и матричных преобразователей. Рассмотрим некоторые из известных схем. Как было показано, в преобразователе должны быть реализованы процессы накопления зарядовых пакетов под действием излучения и считывание его со скоростью, принятой в рассматриваемой ТВС. В приборах используются временное или пространственное разделение процессов накопления и считывания.

Линейный преобразователь с разделением во времени показан на рис. 4.26, а. Накопление и передача зарядовых пакетов к выходу в таком преобразователе осуществляются одними и теми же элементами ППЗ - структуры. На заштрихованных элементах происходит накопление. Затем накопление прерывается с помощью механического или электрического затвора и происходит проталкивание зарядовых пакетов к выходу устройства путем манипуляции потенциалов Структура работает как трехфазный регистр сдвига. После считывания сигнала строки изображения возобновляется процесс накопления.

Рис. 4 26. Линейный преобразователь (а) и различная организация его структуры (б, в)

С целью реализации накопления в течение всего периода строки используют пространственное разделение накопления и считывания. Пример организации структуры линейного преобразователя такого типа приведен на рис. Здесь секции накопления 1 и считывания 3 разделены затвором переноса 2. После завершения накопления заряды, формированные в светочувствительных элементах параллельно переносятся в несветочувствнтельный регистр сдвига (затвор 2 открывается). Далее, после закрытия затвора, параллельно происходят процессы накопления в секции и считывания в секции 3. По завершении считывания процессы повторяются. Регистр считывания подобен рассмотренному на рис. 4.26.а.

Для повышения разрешающей способности преобразователя число светочувствительных элементов может быть увеличено вдвое при той же длине линейки путем организации билинейного считывания (рис. 4.26, в). В этом случае прибор представляет собой две структуры, вставленные одна в другую. Нетрудно видеть, что

суммируя сигналы с выхода регистров в определенной фазе, можно получить последовательность строчных сигналов изображения.

Рассмотренные принципы построения линейных ФЭП могут быть использованы для образования матричных структур. Линейные ФЭП, приведенные на рис. 4.26, могут быть скомпонованы в матрицу.

Наибольшее распространение получили ППЗ - преобразователи с покадровым переносом (рис.

4.27, а). Секция накопления и хранения накопленной информации 2 разделены. После завершения периода накопления в течение короткого времени (обратный ход по кадру) заряд переносится в секцию хранения; режим накопления возобновляется, а в это время в соответствии с принятыми параметрами разложения происходит считывание информации через регистр считывания 3.

Рис. 4.27. Матричные преобразователи с покадровым (а) и межстрочным (б) переносом

Аналогично происходит накопление и считывание в приборах с межстрочным переносом (рис. 4.27, б). В этом случае столбцы в которых происходит накопление, располагаются параллельно и рядом со столбцами 2 хранения зарядовых пакетов. Считывание происходит через регистр считывания 3, а переносом из столбцов накопления в столбцы хранения управляет затвор переноса 4.