摘要：针对导航领域对星相机的性能要求,通过在星相机中应用新型的电子倍增ccd(EMccd),设计一种探测能力强、数据更新快的成像系统。说明了EMccd工作原理,分析了EMccd信噪比,介绍了基于TC285电子倍增ccd的星相机的设计方案,给出了ccd驱动电路、视频信号处理电路以及时序控制器的设计。用模拟拍星实验和实际拍星实验验证了所设计的相机的性能,同时对相机的应用进行了初步分析。通过分析实验图像的信噪比说明了设计的星相机具备在积分时间8ms以内探测6等星的能力,且其图像数据更新频率可达10frame/s,满足用短积分时间进行快速星光成像的要求。

摘要：基于电子倍增ccd(EMccd)在微光低照度条件下的实时应用,针对EMccd对驱动信号相位、频率、幅度的严格要求,以及输出信号的特点,在深入分析模拟前端各部分功能的基础上,提出一种改善EMccd驱动电路,优化驱动信号质量,降低模拟前端噪声水平的驱动策略,设计一款实时、低噪、稳定、适用于微光环境的EMccd相机。工程验证表明,在环境照度为1×10-3lx,信号时钟为12.5 MHz,帧频为25帧/s的条件下,EMccd相机具有实时快速成像能力,输出的模拟视频信号低噪稳定,成像系统捕获的图像清晰信噪比高,基本满足EMccd成像系统在微光低照度环境下的实时应用需求。

摘要：电子倍增ccd(EMccd)性能参数测试是电子倍增ccd芯片及其成像系统研制的重要辅助手段和设计依据。在对EMccd的工作原理进行了阐述之后,介绍了EMccd的各项特性参数,分析了相关参数的测试方法。针对测试过程中出现的单位转换问题,引入了转换增益的概念,提出了基于改进的光子转移技术的EMccd性能参数的测试方法,建立了EMccd性能参数测试系统,该系统包括高稳定度可控标准钨灯、光学系统、暗箱、数据采集与处理系统等。对Andor Luca相机的转换增益、满阱容量、倍增增益、读出噪声、时钟诱导噪声和暗电流进行了测试。实验结果表明:测试值与相机的指标值基本一致,测试结果准确,证明了所提出的测试方法有效可靠。

摘要：作为一种高灵敏度的图像传感器,电子倍增ccd(EMccd)在微光成像领域应用前景非常广泛。详细分析了其噪声来源,重点讨论EMccd相比普通科学级ccd特有的乱真电荷和噪声因子,计算信噪比。在噪声来源和信噪比分析过程中提出驱动波形优化设计方法,为成像系统电子学部分设计提供理论参考。

摘要：介绍EMccd的增益原理,分析了EMccd各种噪声的产生机理及相应的抑制方法,并推导出总信比噪模型,从该信噪比模型得出EMccd相机的电子倍增过程大大削弱了读出噪声对探测灵敏度的影响;同时为保护电子倍增结构,在满足应用要求的前提下应尽量降低倍增增益;最后通过计算不同工作模式下ccd60的暗电流噪声和CIC噪声总和并以此为判断依据,得出ccd60应工作在反转模式才能得到最小的总噪声,对指导EMccd硬件设计和应用具有重要意义。

摘要：自适应光学系统的发展,对波前传感器中的电子倍增ccd的工作频率提出了更高的要求;而目前所设计的电子倍增ccd增益驱动电路工作频率普遍不高,且稳定性不好,驱动波形变形严重。针对E2V公司的产品ccd220对增益驱动电路的要求,将传统图腾柱法的对称结构改为非对称,设计了一种频率高达40 MHz,且波形稳定性较好的方波增益驱动电路。利用Cadence对电路进行了PSpice仿真,证明了设计的可行性。

摘要：介绍EMccd的增益原理,详细分析了EMccd各种噪声的产生机理及其与外部驱动电路的关系,为设计EMccd相机外围驱动电路提供有价值的参考。EMccd散粒噪声与量子效率有关,无法消除;热生暗电流噪声与器件工作温度、曝光时间和工作模式有关,需对EMccd进行深度制冷并使其工作于IMO模式才能抑制暗电流噪声;CIC噪声与工作模式、垂直转移驱动信号幅度、频率、上升沿、下降沿都有关系,必须选择合适的驱动幅度和频率,并对波形进行整形;噪声因子F与增益的稳定性和工作温度有关系,必须保持工作温度恒定,高压增益驱动信号高低电平十分稳定,没有抖动;等效读出噪声与倍增增益、读出速率和温度有关,在满足应用要求的前提下应尽量降低读出速率、增大增益。

摘要：介绍了一种星载相机电子倍增ccd(EMccd)高压驱动电路的设计。该设计基于FPGA,采用直接数字频率合成技术实现正弦码数的发生,并能接收卫星指令信号进行在线调幅和调相;然后通过低压差分信号(LVDS)总线和高速大幅值运放技术,把正弦信号转化为EMccd所需的高压倍增驱动信号。利用仿真与计算进行电路参数设定,并研制了实物样机。试验结果显示:电路生成的驱动信号相位调整步长为π/8,幅值调整精度优于0.01V。该设计可为国内后续EMC-CD卫星相机的研制提供参考。