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1、第19卷第7期光学精密工程Vol.19No.72011年7月OpticsandPrecisionEngineeringJul.2011文章编号1004924X(2011)07153808紫外临边成像光谱仪CCD电路系统的设计*马庆军,宋克非,曲艺,王淑荣(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033)摘要:提出一种用于紫外临边成像光谱仪模数分离成像电路的系统设计方案,该方案避免了CCD模拟输出信号的板间传输和数字信号对模拟信号的干扰,使CCD信号处理电路的噪声水
2、平达到了模拟前端数据手册中给出的2LSB的性能指标。考虑CCD5710BIAIMO没有抗溢出结构,在饱和之前会发生电荷溢出现象,提出了临界溢出电子数的概念以取44代饱和电子数,并通过增加转移时钟电压以加深势阱深度的方法,将临界溢出电子数从3.010提高到了6.010,保证了探测器可正确探测设计范围内的强光信号。为了实现更短的曝光时间以增加动态范围,在时序设计中引入了多次电荷倾倒的思想,在不降低探测器动态范围的前提下,将最短曝光时间由163ms降低到了19ms,实现了105系统动态范围的设计指标。关键词:紫外临边成像光谱仪
3、;CCD电路;模数分离;功率驱动;动态范围;曝光时间中图分类号:TH744.1;TN386.5文献标识码:Adoi:10.3788/OPE.20111907.1538DesignofCCDcircuitsystemsforultravioletlimbimagingspectrometers*MAQingjun,SONGKefei,QUYi,WANGShurong(ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,C
4、hangchun130033,China)*Correspondingauthor,Email:qjma@ciomp.ac.cnAbstract:Forultravioletlimbimagingspectrometers,asystemleveldesignschemeoftheimagingcircuitfeaturedbyanalogdigitalseparationwaspresentedtoavoidtheCCDoutputanalogsignaltransferringbetweentheboardsandt
5、heinterferenceofdigitalsignalstoanalogsignals.Asaresult,a2LSBnoiseperformanceoftheCCDsignalprocessingcircuitisachieved,whichisexactlycoincidentwiththenoisespecificationontheAnalogFrontEnd(AFE)datasheet.AstheCCD5710BIAIMOhasnoantibloomingstructureanditschargeswillove
6、rflowbeforegettingsaturated,aconceptaboutthecriticalbloomingelectroncountswasdefinedtoreplacethesaturationelectroncounts.ByraisingthehighlevelvoltageofCCDtransferclocksignalstoimprovethedepthofpotentialwell,thecritical44bloomingelectroncountsareincreasedfrom3010to60
7、10,whichensuresthehighestintensitylightsignalinthedesigningrangetobecorrectlydetected.Totakeshorterexposuretimetoexpand收稿日期:20101014;修订日期:20101231.基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2009AA12Z151)第7期马庆军,等:紫外临边成像光谱仪CCD电路系统的设计1539dynamicrange,theideaofmultiplecharge
8、dumpingwasintroducedintothedesignofdrivetiming.Withoutsacrificingthedynamicrangeofthedetector,theminimumexposuretimeisbroug
