因为CCD驱动器的电压起伏下降了，使得CCD驱动器的本身功耗大起伏下降。因为共模扼流圈的差模电感很小，有用地防止了和CCD的容性负载发生谐振，因而本计划能够确保驱动信号的质量。对计划所规划的电路进行了电路板制作和测验。试验结果表明，该计划中所规划的电路在确保驱动信号质量的前提下，能够有用地下降驱动电路的功耗。
0 导言
电荷耦合器件(CCD)在光电成像范畴获得了广泛的使用，它具有高速、低噪声、宽动态规模以及线性呼应等长处，但是要使CCD正常作业，需求成像电路的支撑。其间，CCD驱动电路是成像电路的重要组成部分，驱动电路担任把CCD搜集的电荷包经过移位寄存器移动到输出节点进行信号电压的输出。因为是串行移位，因而需求高速的驱动电路，而在高速成像范畴，驱动电路的作业速度更高。此外，CCD驱动波形的电压起伏往往很高，而CCD的移位寄存器是电容性负载，高速大电压起伏驱动电容性负载需求较大的功耗，因而，依据CCD的成像体系功耗都相对较大，功耗大会导致CCD驱动器温度较高，温度高会影响体系的可靠性和寿数。
针对这个问题，选用CCD驱动器首要发生低电压的驱动信号，然后使用共模扼流圈进行电压的扩大。因为CCD驱动器的电压下降了，使得CCD驱动器的本身功耗大起伏下降。因为共模扼流圈的差模电感很小，能够有用防止和CCD的容性负载发生谐振，因而能够确保驱动信号的质量。
1 CCD驱动电路剖析
为了规划高速低功耗CCD驱动电路，首要对CCD驱动电路进行建模剖析。图1所示为CCD驱动电路的等效模型。其间V为驱动器的信号输出，Rdrv代表驱动器的戴维宁等效内阻，Cdrv代表驱动器的等效电容，Rccd代表CCD内部的走线等效串联电阻，Cccd代表CCD的等效负载电容。可见CCD驱动电路为RC充放电电路。
关于RC电路，其功耗能够用公式(1)近似给出。
式中：C为电容值巨细；V为信号电压起伏巨细；f为信号的作业频率。公式中并不包括电阻R的项，而实践上功耗则都耗费在电阻R上，因为电容是不会耗费功耗的。关于相同的电容C，当电阻值R较大时，瞬态电流值较小但瞬态电流持续时间较长；当电阻值R较小时，瞬态电流值较大但瞬态电流持续时间较短。这是公式中没有电阻R项的原因。
公式(1)还指出功耗和电压的平方是成正比的。因而只要把电压起伏下降就能大起伏下降功耗。而CCD的驱动电压往往很高，例如许多CCD的复位脉冲驱动电压起伏能够到达10V。驱动电路的功耗由驱动器的功耗和CCD的功耗两部分组成。驱动器的功耗是因为驱动器内部的寄生电容导致的。例如CCD驱动器EL7457的内部电容约为80pF。经过共模扼流圈对电压扩大能够使得驱动器的输出电压起伏下降，这样就能够有用地下降驱动器的功耗。
2 依据共模扼流圈的驱动电路规划
共模扼流圈是一个严密耦合的1:1变压器，其漏电感较小。图2所示为变压器的电路符号，其由线圈电感L1和线圈电感L2组成，其互感为M。当L1=L2=M时，该变压器便是共模扼流圈。
剖析此类含有耦合电感的电路，选用的办法是去耦等效受控源，如图3所示。把具有耦合的电路拆分红两个独立的支路进行剖析。公式(2)和(3)给出详细的计算办法。
依据上述公式可知，当差模信号经过共模扼流圈时，因为磁通量彼此抵消，所以就像共模扼流圈不存在相同；当共模信号经过共模扼流圈时，因为磁通量彼此叠加，所以共模扼流圈具有很大的阻抗。这儿选用共模扼流圈完成高速CCD驱动的电路拓扑[4]如图4所示。图中V1代表CCD驱动器，L1和L2组成共模扼流圈，其同名端在图顶用小圆圈标出。C1为沟通耦合电容，防止变压器直流短路。R1和C2为端接网络，用于抵消共模扼流圈的漏电感。R2代表CCD的等效串联电阻，C2代表CCD的等效负载%&&&&&%。共模扼流圈在该电路中的作用是把输入信号的电压起伏扩大2倍。其作业原理为输入信号分别从L1和L2的非同名端参加。那么L2发生的磁通会在L1的两头发生感应电压，该感应电压和加在L1端的电压叠加然后完成了电压的2倍扩大。R1和C2的取值需求在实践的电路板调试时进行调整以确保输出信号到达最佳。
