Sơ đồ khối của camera CCD gồm các khối cơ bản : Chip CCD, bộ tiền khuếch đại, bộ tương quan lấy mẫu kép, bộ khuếch đại và điều khiển. Các tiến bộ trong công nghệ CCD (Charge Coupled Device) như tăng độ phân giải với chi phí sản xuất thấp hơn kích thích sự tăng trưởng của ngành công nghiệp điện tử hình ảnh. Tuy nhiên một số hạn chế điển hình của CCD vẫn không thay đổi, chẳng hạn như mức độ tín hiệu đầu ra rất thấp và các nhiễu vốn có. Hơn nữa độ phân giải tăng thường bằng cao hơn tốc độ đọc ra, mà lần lượt sẽ áp đặt các yêu cầu đối với các thiết bị điện tử sau này.
2.2.1 Lý thuyết cơ bản CCD
24
CCD là yếu tố trung tâm trong một hệ thống hình ảnh, khi thiết kế phải hiểu rõ các yêu cầu đặc biệt cho các tín hiệu của CCD để đạt được hiệu suất tối đa. Các tín hiệu đầu ra của CCD là một dòng liên tục của các điểm ảnh riêng biệt "phí tổn hao" và kết quả này dẫn đến dạng điển hình của mức điện áp DC có bậc. Tín hiệu ra này chứa điện áp định thiên DC khoảng vài volt. Tín hiệu sau đó được truyền qua một tụ điện để chặn điện áp DC trước khi đi vào bộ tiền khuếch đại. Để duy trì mối quan hệ cần thiết giữa các thông tin pixel và đường cơ sở, một cái kẹp hoặc DC-restore mạch thường nằm trong giai đoạn xử lý đầu tiên. Giai đoạn tiếp theo được dùng một mạch giảm nhiễu đặc trưng cho hệ thống CCD dựa trên bộ đôi tương quan (CDS). Sau đó là một tầng khuếch đại khác, có thể là một bộ khuếch đại điều chỉnh độ tăng ích tự động (AGC), hoặc tầng khuếch đại cố định với dịch chuyển điều chỉnh. Trước khi đi vào chuyển đổi A/D nó thường đi qua một bộ đệm hoặc mạch điều khiển được tối ưu hóa cho các loại hình chuyển đổi lựa chọn. Để có thể đạt được độ ổn định hơn nữa bằng cách có một bộ D/A chuyển đổi trong một vòng lặp điều khiển kỹ thuật số.