EMCCD成像組件研究.pdf

1、在過去的十年中，隨著EMCCD的快速發(fā)展，已經(jīng)成為微光成像領(lǐng)域的核心之一，被廣泛應(yīng)用到軍事、天文等領(lǐng)域。EMCCD量子效率高、對(duì)微光圖像的探測能力強(qiáng)。EMCCD是全固態(tài)電子倍增器件，其制造成本低、壽命長、穩(wěn)定性高。倍增增益可調(diào)的特性使得它可以滿足全天候、大動(dòng)態(tài)范圍的應(yīng)用需求。
　　本文結(jié)合EMCCD的工作原理、器件特性和對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的要求，設(shè)計(jì)了以EL7457為核心的EMCCD驅(qū)動(dòng)電路、以DAC芯片為核心的倍增極驅(qū)動(dòng)電路、以FPGA

2、為核心的數(shù)字控制電路、以AD采樣芯片為核心的EMCCD輸出信號(hào)處理電路、以Camera Link通信接口為核心的圖像采集輸出電路。首先分析了不同電平轉(zhuǎn)換電路的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，最終選擇使用EL7457設(shè)計(jì)EMCCD驅(qū)動(dòng)電路。EL7457有四個(gè)輸出通道，工作電壓范圍滿足要求，且輸出電流大，滿足驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載的要求。倍增極以正弦波驅(qū)動(dòng)，減小系統(tǒng)功耗。FPGA用于完成EMCCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)的時(shí)序編寫，AD采樣芯片的控制，Camera Link時(shí)序的實(shí)現(xiàn)。

3、FPGA并行工作，運(yùn)行頻率高，時(shí)間精度高，可以精細(xì)地控制每個(gè)輸出信號(hào)之間的相位關(guān)系。輸出信號(hào)處理電路中所選AD采樣芯片可以實(shí)時(shí)控制相關(guān)雙采樣的采樣時(shí)間，調(diào)試簡單。Camera Link通信接口時(shí)序簡單，傳輸速率高，適合相機(jī)信號(hào)的實(shí)時(shí)傳輸，同時(shí)可以在上位機(jī)上保存原始數(shù)據(jù)，方便后期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。完成電路設(shè)計(jì)后，結(jié)合數(shù)模混合電路的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，完成了電路的調(diào)試，使得系統(tǒng)中的信號(hào)滿足設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)測試結(jié)束后，通過圖像采集卡對(duì)圖像進(jìn)行采集，可以實(shí)現(xiàn)