J4 ›› 2011, Vol. 28 ›› Issue (6): 654-659.

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CCD位数和光圈大小对采样信号质量影响的研究

吴徐平1,2 袁仁民1 卢超1 罗涛1   

  1. 1 中国科学技术大学地球与空间科学学院, 安徽 合肥 230026;
    2 安徽建筑工业学院数理系, 安徽 合肥 230022
  • 收稿日期:2010-11-09 修回日期:2010-12-13 出版日期:2011-11-28 发布日期:2011-11-14
  • 通讯作者: 袁仁民 博士,副教授。 E-mail:rmyuan@ustc.edu.cn
  • 作者简介:吴徐平(1979-)安徽池州人,博士研究生,研究方向为大气边界层物理实验模拟。Email:wuxuping@mail.ustc.edu.cn
  • 基金资助:

    中国科学院知识创新工程重要方向项目( KZCX2-YW-QN502) 和国家自然科学基金(40975006,40975004)共同资助项目.

Impact of CCD signal quality related to sampling digit and diaphragm

WU Xu-Ping1,2, YUAN Ren-Min1, LU Chao1, LUO Chao1   

  1. 1 School of Earth and Space Sciences,University of Science and Technology of China,  Hefei  230026, China;
    2 Department of Mathematics and Physics, Anhui University of Architecture, Hefei  230022, China
  • Received:2010-11-09 Revised:2010-12-13 Published:2011-11-28 Online:2011-11-14

摘要:

类似CCD这样记录二维信息的传感器在诸多研究领域都有重要的应用。CCD的位数是涉及信号质量、价格和数据传输速度等方面的一个重要指标。CCD光圈也是影响信号质量的一个重要因素。采用数值模拟的方法,从信号的标准差和功率谱的角度讨论了CCD的采样位数和光圈调整对信号保真的影响,并给出了CCD的最佳工作状态图。结果表明,4位和6位CCD采样信号失真较大,而8位CCD,只有操作得当,才可以和12位CCD一样不失真地反映出真实的信号信息。根据模拟结果得出CCD的最佳工作状态图,为CCD的采集提供很好的理论指导,有一定的现实意义。

关键词: 激光技术, CCD, 采样位数, 光圈, 标准差, 功率谱

Abstract:

Sensors like CCD used to record two-dimensional information have many applications in scientific research. The sampling digit of CCD is a very important index related to the signal quality, the price and the data transmission speed. The aperture-coefficient of CCD is also an important factor which could influence the signal quality. Using the numerical simulation method,the sampling digit and the diaphragm are discussed Based on aspects of standard deviation and power spectrum, and the best CCD work-state diagram is achieved. The results show that 4-bit and 6-bit CCD easily produce a large signal distortion, while 8-bit CCD with proper operation can have the same effect as 12-bit CCD to reflect the real signals without signal distortion. The optimal CCD work-state diagram provides certain theoretical guidance for data acquisition using CCD and has some practical significance.

Key words: laser techniques, CCD, sampling digit, diaphragm, standard deviation, power spectrum

中图分类号: