4.2 CIS線影像感測器驅動電路

4.2.1 驅動電路之設計

　　驅動電路，完全是因應此單色線感測器之規格而設計。由表2.3及表2.4可得知，此感測器隻觸發頻率應為、單線掃描頻率為。其所需之電壓輸入由表2.4可知有５Ｖ及－１２Ｖ此二種規格。

一般的方波產生器之設計圖4.5如所示[20]

圖4.5　一般方波產生器電路

　　假設濟納二極體之順向導通電壓為、逆向導通電壓為，

　　並令=+、β=。

　　若接觸此電路時＝，則此時＝且必在減小中，而當之電壓降至時，取其時刻為則＝，則下一瞬間即將比小而即將變成，即時，＝，而＝且＝。其等效電路如圖4.6(a)所示。

圖4.6(a)　充電狀態之等效電路

　　此時之“＋”端比“－”端高，而使維持在直到又被充電至時才會變化，將此時間視為，則＝　　　　　

解得 (4.1)

此時由往充電。

圖4.6(b)　充電週期示意圖

　　若將充電至時視為“新的０秒”則，則下一瞬間將比大，則之“－”端將比“＋”端高，即將變成，即時，而且。其等效電路如圖4.6(c)所示。

圖4.6(c)　放電狀態之等效電路

　　此時之“－”端比“＋”端高而使維持在一直到放電至時才會變化，將此階段時間視為，則　　

解得 (4.2)

此時由往放電。

圖4.6(d)　放電週期示意圖

　　週期若欲改變及之寬度，可利用圖4.7(a)所示之改良電路由（１）（２）可得新週期方程式，即可得以下之波形圖（如圖4.7(b)所示）。

(4.3)

(4.4)

得週期 (4.5)

圖4.7(a)　有duty cycle比之改良電路

圖4.7(b)　有duty cycle比之週期示意圖

　　在掃描觸發頻率上，一開始設計電路之方向定在一正半波及負半波有一定其工作循環(duty cycle)比率為１：３１２５的狀態下之方波產生器上。故設計一通用方波產生器以產生duty cycle比為１：３１２５之觸發電路。其設計如圖4.8(a)所示。

圖4.8(a)　觸發電路設計圖

　　在驅動頻率ＣＬＫ方面，其驅動頻率為且duty cycle比為１：４之方波電路，意即要設計一週期為，正半波時間為，負半波時間為之方波。其設計電路圖如圖4.8(b)所示。

　　圖4.8(b)　ＣＬＫ電路設計圖

　　但是在實際電路設計上，發現了若干問題。茲將電路設計時所遇到之問題、狀況序列如下：

1. 觸發頻率高，一般OP無法勝任
2. 一般二極體不能適應高頻狀況下之工作狀態
3. 輸入雜訊跟輸出雜訊之干擾會造成影響
4. 陶瓷電容、電解質電容應用於此電路，在高頻工作狀態下工作仍屬不穩

　　由此結果可看出，最重要的問題仍在於所使用之元件配備無法適應高頻動作。故接下來的設計方向需朝向尋找能匹配此規格要求之高頻元件。