摘要：针对常见的基于电阻分压的微小负电压电源设计方案具有高负载调整率的固有缺陷,提出一种基于LDO的设计方案。通过将电阻分压方式与LDO方式进行负载调整率实验对比,结果表明后者具有低负载调整率的优势。实验结果显示,在同等静态电流的条件下,且当负载电流为200 mA时,基于电阻分压的微小负电压设计方案的负载调整率为184%;而LDO方式则低至0.5%。该文提出的设计方案对于低负载调整率微小负电压电源的设计具有一定的参考价值。

摘要：为实现sCMOS图像传感器在瞬态成像系统中,外部触发信号与传感器曝光的精确同步,对sCMOS图像传感器外触发工作模式进行了研究。首先,分析了sCMOS图像传感器的性能参数、工作原理及相关四重采样机制;其次,对sCMOS图像传感器的一般工作时序进行分析,并按照瞬态成像系统所需的工作时序,对sCMOS图像传感器设计了高同步精度的外触发工作模式,实现了成像系统的同步瞬态曝光;然后,将成像系统放置在暗箱中,对固定光源的图像进行成像实验;最后,改进了成像系统的外触发工作模式,获取了高增益图像。实验结果表明:成像系统的触发延迟时间小于26.68 ns,触发晃动时间小于6.67 ns;在外触发工作模式下,图像传感器要实现同步曝光功能,必须将外部触发信号设置在复位帧读出之前,并且传感器的同步曝光过程必须跨过一帧复位帧,即成像系统的工作流程依次为等待外触发信号、传感器曝光与复位帧读出、数据帧读出。该成像系统能够实现外部触发信号与曝光过程同步的功能,可与像增强器耦合用于瞬态过程成像。

摘要：基于高速金属氧化物半导体场效应晶体管(metallic oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)设计了一款带输出监测的简单快速高压脉冲源,给出了设计参数和电路。该脉冲源驱动简单、体积小、输出幅度可由使用的高压电源调整、电流能达60 A及输出脉冲宽度和频率由输入信号确定。最小脉冲宽度为4.53 ns,250 V/30 A时,前沿为2.28 ns,后沿为3.34 ns,具有输出短路保护及电容、电感、负载调整能力,主要应用于高速成像的像增强器阴极快门。

摘要：针对高能物理实验和核医学成像等领域中应用广泛的高精度时间测量,提出一种基于FPGA的48通道高精度时间测量系统,采用粗粒度与细粒度结合的时间测量方式,使用时钟相移法进行细粒度测量;提出一种基于对数取整的温度计码转换方法,能在PC端实现温度计码与时间的快速转换。测量系统设计了多阈值测量功能,通过阈值配置可对脉冲达到不同电压时的时间进行测量。测试结果表明,测量系统的测量范围大于10 min,时间分辨率约为0.31 ns,均方根精度优于0.27 ns,能实现多阈值脉冲时间测量。测量系统可远程进行数据获取与指令发送,适用于需远程测量时间的应用场景。

摘要：为使科学级CMOS图像传感器适用于高速瞬态过程成像,研制了基于像增强器的高时间分辨科学级成像系统。首先,对不同模式下科学级CMOS图像传感器曝光时间与像增强器选通时间的关系进行了分析,得到全局快门模式和全局复位卷帘快门模式下曝光时间与选通时间的相对关系;其次,根据曝光时间和选通时间的相对关系设计了相应的时序控制方法,给出了像增强器选通信号的生成方法;再次,设计了基于像增强器的高时间分辨科学级成像系统总体框架,将成像系统分为相机端、传输端和PC端3个部分,分别用于图像采集、数据传输和图像处理与显示;最后,基于硬件实现了该成像系统,并在脉冲氙灯下进行了成像实验。实验结果表明,该成像系统的时间分辨率为25 ns,像素量化位数为16 bit,帧频率为43 fps(1 fps为1帧/s)。该成像系统在保持科学级图像传感器特性的基础上具备了高时间分辨率,可用于高速瞬态过程成像。