EMCCD圖像傳感器CCD97時(shí)序驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)2

　　它的驅(qū)動(dòng)頻率為11 MHz, 輸出的上升時(shí)間不需要串接電阻調(diào)節(jié)， 可達(dá)10 ns。同理， FPGA_CLKR1, FPΦGA_CLKR2, FPGA_CLKR3 為FPGA 產(chǎn)生的10 MHz的驅(qū)動(dòng)時(shí)序， ARM _ROE 為ARM 產(chǎn)生的門控信號(hào)。

　　這里還產(chǎn)生了一路控制行數(shù)據(jù)丟棄DG( Dump Gate) 門控信號(hào)。該信號(hào)的擺幅同RΦ1, 2, 3。以上電路的連接均通過Mult isim 仿真， 仿真波形如圖8、圖9 所示。

　　圖8 IΦ , SΦ 仿真波形

　　圖9 R Φ仿真波形

　　2. 2. 2 RΦ2HV 高壓倍增驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

　　RΦ2HV 的幅值決定著倍增倍數(shù)， 是EMCCD 的一項(xiàng)重要可調(diào)參數(shù)， 必須在指定范圍內(nèi)可調(diào)以滿足不同場(chǎng)合的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)RΦ2HV 時(shí)， 由于其驅(qū)動(dòng)電壓擺幅高，現(xiàn)有的專用驅(qū)動(dòng)芯片不能滿足其高壓驅(qū)動(dòng)要求， 必須采用特殊方法實(shí)現(xiàn)。根據(jù)E2V 的文檔， RΦ2HV 的波形即可以是正弦波， 也可以是方波。如果為方波， 則其高電平要先于R Φ1 變高， 如果為正弦波， 則要求其波峰要在RΦ1 下降時(shí)到達(dá)。

　　如果采用方波脈沖， 因?yàn)镽Φ2HV 為11 MHz, 根據(jù)計(jì)算， 其系統(tǒng)值將達(dá)2 W, CCD97 上的功耗也將達(dá)到1 W; 如果采用正弦波形式， 可使CCD97 上的功耗降到100 mW。在此， 采用正弦波方式產(chǎn)生RΦ2HV。

　　周期矩形脈沖信號(hào)用傅里葉級(jí)數(shù)展開后， 除了基波外， 只有奇次諧波， 在通過一個(gè)低通濾波器后， 便能轉(zhuǎn)化成正弦波。因?yàn)镕PGA 只能產(chǎn)生T TL 時(shí)序， 這里通過先將T TL 的方波轉(zhuǎn)化成正弦波， 即可通過一個(gè)7 階的巴特沃斯濾波器， 將20 MHz 以后的高頻分量衰減， 保留基頻。在得到10 MHz 的正弦信號(hào)后， 通過第一級(jí)放大， 這里采用Natio nal Semiconducto r 公司生產(chǎn)的LM6172 來(lái)構(gòu)成。LM6172 為雙通道高速、低失真、低功耗的電壓反饋型放大器。通過將LM6172 的雙放大器組合起來(lái)形成雙端輸入/ 雙端輸出以增加帶負(fù)載能力。