CCD图像传感器(Charge Coupled Devices)，以其高灵敏度、较宽的动态范围、较快的响应度，成为当今主流的两个图像传感器之一。科学级CCD更是以其超高的量子效率、极高的信噪比和较宽的温度适应范围在天文探测、航空航天微弱光成像等科学研究领域拥有举足轻重的地位。随着CCD像元的不断增加，对CCD相机的数据传输速度和处理速率提出了更高的期望。多通道CCD相机技术不仅在成像精度上满足高信噪比等成像要求，同时在速度上也有很大的提高。然而，新技术带来了新难题：多通道数据处理后需要进行图像的拼接，由于各通道硬件的偏置和增益的不一致或者外界环境如工作温度等等诸多因素，各通道在成像的亮度上存在微小差异，即非均匀性。传统的方法是通过软件给出非均匀算法来解决。针对该难题，本论文在硬件电路方面，提出了采用ADI公司最新推出的14‐bit双通道LVDS输出图像预处理芯片AD9978A对双通道科学级CCD相机进行改进，以保证双通道在图像传输和数据处理过程中硬件偏置一致且工作环境相似。本论文的主要内容有：（1）本论文设计了双通道CCD相机的CCD外围驱动电路和前端处理电路，其中CCD外围驱动电路是难点，主要包括了水平时钟驱动电路、垂直时钟驱动电路和输出保护电路三大部分。（2）AD9978A芯片作为本论文相机设计的核心，其特性分析和使用方法是本论文研究的核心内容之一。针对CCD相机主要噪声源，暗电流噪声和复位噪声，该芯片提供了相关双采样和黑电平补偿模块进行消除，精确的时钟控制，保证了相机能够在最佳位置采样和黑电平钳位。（3）本论文讨论了CCD相机的几个主要输出特性：噪声特性、非均匀性、动态范围和响应度。同时，为了方便用户与相机交互，设计了CCD相机的通信模块；还针对本相机使用的帧转移CCD图像传感器芯片FTT1010‐M不可避免的拖影问题，给出了消拖影算法。目前设计的相机在帧频为10F/s，曝光时间为15ms情况下，信噪比可达50dB左右，非均匀度可调到1.9%左右。