[发明专利]一种基于背照CCD的极紫外成像电路

说明书

技术领域

本发明涉及极紫外成像领域，特别涉及一种基于背照CCD的极紫外成像电路。

背景技术

空间极紫外成像主要在四个极紫外波段13.0nm、17.1nm、19.5nm和30.4nm。目前极紫外成像探测器大多采用基于微通道板的光子计数探测器，由于微通道板需要可以调节的上千伏的高压电源，不仅体积大、重量大、分辨率低、控制复杂，而且容易出现故障。

根据器件结构和工艺的不同，CCD分为前照式和背照式。前照式CCD中，光线从电极一面入射，CCD的量子效率比较低，短波响应差，对紫外及其以下波段无响应。而背照式CCD中，光线从无电极的背面入射减少了电极对短波的吸收，具有量子效率高、灵敏度高，短波响应高等优点，并且可通过在背照CCD硅表面制作减反膜，进一步提高短波响应。

背照CCD这些优点非常适合极紫外成像应用，背照CCD可通过非镀膜的工艺达到对极紫外波段很好的响应，相比传统极紫外成像技术，具有体积小、重量轻、分辨率高等优点。

发明内容

本发明目的是提供一种可应用于极紫外成像的，基于背照CCD的成像电路，克服现有基于微通道板的极紫外成像系统体积大、重量大、分辨率低、控制复杂，而且容易出现故障的缺点。

本发明是为克服现有技术的缺点，提出的技术方案：一种基于背照CCD的极紫外成像电路，该电路包括RS-422通讯电路、FPGA、驱动模块、背照CCD、预放电路、视频处理电路、Cameralink数据传输电路和电源电路；

所述RS-422通讯电路向FPGA传输控制系统的命令；

所述FPGA接收RS-422通讯电路传输的控制命令控制整个电路工作、产生背照CCD工作所需的时序信号输出到驱动模块、对视频处理电路控制及数据处理；

所述驱动模块将时序信号驱动成符合背照CCD要求幅值的时序信号，驱动背照CCD正常工作；

所述背照CCD将极紫外光信号转换为电信号，输出视频模拟信号到预放电路；

所述预放电路将输入的模拟信号进行放大滤波后输出到视频处理电路；

所述视频处理电路根据FPGA的控制时序将模拟信号进行相关双采样和数字量化，将量化后的数字信号再传送给FPGA，FPGA对图像进行整合处理；

所述Camerlink数据传输电路接收FPGA整合处理后的图像数据，将图像数据发送给图像接收系统；

所述电源模块用于对整个电路系统供电。

本发明有益效果：一种基于背照CCD的极紫外成像电路，实现了极紫外光信号的光电转换，信号处理和输出；具有体积小、重量轻、分辨率高等优点。

附图说明

图1为一种基于背照CCD的极紫外成像电路的组成框图；

图2为驱动模块框图；

图3为电源电路框图。

图中，1、RS-422通讯电路，2、FPGA，3、驱动模块，4、背照CCD，5、预放电路，6、视频处理电路，7、Cameralink数据传输电路，8、电源电路。

具体实施方式

图1是电路的组成框图，包括：RS-422通讯电路1、FPGA2、驱动模块3、背照CCD4、预放电路5、视频处理电路6、Cameralink数据传输电路7和电源电路8。

RS-422通讯电路1与所述FPGA2连接，用于传输外接控制系统的命令给FPGA2。

FPGA2采用Xilinx公司的XC3S400-PQ208。FPGA通过RS-422通讯电路1接收控制命令控制整个电路工作、产生背照CCD4时序信号、对视频处理电路6控制、数据整合和输出。FPGA2的控制模块通过接收控制命令，设置积分时间，以及选择工作模式。积分时间模块通过设置背照CCD4的感光积分时间，实现背照CCD4感光阵列的电荷积累。在单通道或双通道模式下，时序产生电路产生背照CCD4所需的驱动时序，输入驱动芯片EL7457。由电压偏置电路提供电平参考，使EL7457输出的驱动脉冲满足CCD47-10驱动脉冲的电平要求，实现对积累电荷的转移输出。

如图2所示，驱动模块3结构，驱动模块3分为时序发生器、驱动器以及电压偏置电路三个模块进行设计。其中电压偏置电路由系统的电源模块提供。驱动模块3将时序信号驱动成符合背照CCD4要求幅值的时序信号，驱动背照CCD4正常工作；