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CIS特性测试仪的设计
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Design of CIS Testing Instrument
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■山东华菱电子有限公司 王 翥哈尔滨工业大学威海分校 佟晓筠
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CIS（接触式图像传感器Contact Image Sensor）是广泛应用于传真机等的一种图像读取装置。CIS作为传真机专项的关键技术之一，它的开发具有重要的意义。在传真机上，作为关键件使用的CIS的作用是将纸张的文字与图形一行一行地扫描成电子模拟信号，把这些电子模拟信号转换成数字信号，再经过数据压缩（Data
Compression）后，就可以通过调制解调器由电话线传送到对方。
CIS特性测试仪是开发CIS必不可少的工具之一。通常CIS使用的CLK（时钟频率）有以下几种规格：4000KHZ、2000KHZ、1500KHZ、1000KHZ、667KHZ、500KHZ、400KHZ，占空比有50%、75%两种；使用的SI（选通信号）在满足SI≥（象素数/CLK）这一条件的前提下，其周期是可调的，并且SI与CLK的相位差（ts1、ts2）也是可调的（见图1）。
CLK信号的产生
选用16MHZ的有源晶振作为振荡发生器（见图2），再用第一级D触发器（74LS74）将其二分频得到8MHZ的CLK0。把CLK0作为后续起分频作用的D触发器的同步时钟信号。把10个D触发器串联起来，通过八选一74LS151实现反馈，这样就得到了一个闭环的分频器，从第二级到第十一级的输出频率分别是CLK0/2、CLK0/4、CLK0/6、CLK0/8、CLK0/10、CLK0/12、CLK0/14、CLK0/16、CLK0/18、CLK0/20。通过设置K1的值可以选择反馈环中D触发器的个数，我们分别选定第2、3、4、5、6、7、9、11级的Q端作为反馈端，这样就可以通过另一个八选一器件分别得到4000KHZ、2000KHZ、1333KHZ（近似于1500KHZ）、1000KHZ、800KHZ、667KHZ、500KHZ、400KHZ的时钟输出。
以上是占空比为50%的CLK信号，如果将以上的输出信号通过与门74LS08分别与第一级（CLK0）和第二级D触发器的输出频率相与，这样还可以通过第三个八选一器件分别得到占空比为75%的以上频率的时钟输出。
通过设置K2的值，使二选一器件74LS157的D0或D1有效，这样就可以选择输出信号CLK的占空比了。三个八选一通过K1统一设置。
由于第一级（CLK0）和第二级D触发器的输出信号不同步，所以加了两个倒相器，使CLK0信号在不改变逻辑的前提下实现延迟，达到与第二级D触发器的输出信号同步的作用，解决了竞争问题。
K1、K2与输出信号CLK的逻辑关系见表1：
SI信号的产生
通过对计数器74LS193的设计，可以实现如图1逻辑关系的SI信号输出（见图3），同时通过对K3、K4、K5的设置，实现SI频率的可调性。根据K3、K4、K5的设置，三个串联的计数器74LS193按设置的时间输出一个负向的尖脉冲，再经过倒相器变成对D触发器起作用的正相尖脉冲。同时，两个D触发器在CLK的作用下，使SI输出端保持一个周期的正电平，即如图3的时序关系。
SI与CLK相位差的调节电路
使用不同光敏IC的CIS对SI与CLK的相位差的要求有时也不一样，为了保证该测试仪的通用性，我们在SI的输出端接续了一个调整SI与CLK相位差的电路（见图4）。
使用双稳态电路74LS123组成一个上下沿位置都可调的延时电路，由C1、R1调整图1的ts1，C2、R2调整图2的ts2。
这个测试仪在实践中的应用，方便并促进了CIS的开发工作，再通过示波器就可以直观地观察到CIS的各种特性。
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