隨著晶圓工藝的不斷發展，CCD相機和攝像機的發展也趨于小型化、智能化、功能多樣化。隨著45 nm甚至40 nm技術的發展，無論是消費級還是科學級攝像機，設計師們在設計時更愿意選擇小型且功能強大的芯片。ADI公司推出的業界通用AFE已經配置于多種知名的高性能數碼相機和數碼攝像機，憑借這種技術專長，ADI現已能夠為用于高端數碼相機、數碼攝像機以及高性能科學和工業圖像處理應用（例如，機器視覺、生物醫學圖像處理和碰撞測試分析)的互補金屬氧化物半導體(CMOS)和電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器提供專業的AFE數據轉換器。

1 CCD成像系統組成

CCD成像系統設計領域較多，包括光學系統、機械系統、電源供電系統、CCD驅動電路系統、狀態控制系統及圖像數據處理系統等[1]。本系統框圖如圖1，其中光學鏡頭部分沒有標出。系統處理流程為：CCD在驅動信號控制下，將經由光學鏡頭透過的光信號變換為電信號，即模擬視頻信號。視頻信號分為左右兩邊經兩路AD9847進行模數轉換，轉換后數字信號送入FPGA進行一系列處理最終送至終端。系統中FPGA采用XILINX公司的XC4VLX25。一般FPGA處理后的信號根據終端的不同而相應地給出標準信號以便進行圖像顯示。該系統中終端為高清監視器，故最終接口為HDSDI接口。

AD9847在系統中需與FPGA聯合工作。因AD9847集成TD(Timing Driver)，所以可以為CCD提供垂直驅動信號、復位信號、箝位信號及消隱信號。系統中CCD采用柯達KAI-2093^[2]，最高工作頻率為40 MHz，系統工作頻率為37.125 MHz，RG信號的窄脈沖達到200 MHz高頻；FPGA是系統中的核心器件，如果以上信號都由FPGA提供，則對FPGA有很高的性能要求，故采用驅動信號由AD9847與FPGA聯合提供的方式工作。AD9847的加入使得成像系統體積減小、操作簡便。AD9847不同于其他AFE的地方就是它除了可以對視頻信號進行相應處理外還，可以為CCD提供足夠驅動能力的驅動信號，最高可達24.5 mA。

2 AD9847的介紹

2.1 主要特點

AD9847是美國ADI公司的一款面向CCD的、完善的低功耗單通道模擬信號處理器。AD9847可以工作在三種模式下，對面陣CCD信號、模擬視頻信號和普通的交流信號進行A/D轉換。AD9847以其高精度、高速度的模數轉換能力，及其所具有的完善的性能結構，廣泛應用在工業控制、醫療儀器、科學研究等領域的高精度圖像采集系統中^[3]。

AD9847的主要特征：

(1)10 bit、40 MHz的A/D轉換器；

(2)40 MHz相關雙采樣（CDS）；

(3)-2 dB～+10 dB像素增益放大器（PxGA）；

(4)2 dB～+36 dB，10 bit可變增益放大器（VGA）；

(5)低噪聲可變增益控制的箝位電路；

(6)模擬視頻信號預息影功能；

(7)精準的時鐘核，40 MS/s時的分辨率為500 ps；

(8)3線串行接口配置；