發(fā)布時(shí)間：2017-09-23 08:26

  本文關(guān)鍵詞：EMCCD用于X射線低能段信號(hào)采集系統(tǒng)的研制

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【摘要】：電子倍增型電荷耦合器件(EMCCD)是一種帶高壓倍增電極的微光CCD探測(cè)器件。與傳統(tǒng)CCD相比,EMCCD具有更高的靈敏度和更低的噪聲,已被越來越多地應(yīng)用于微光信號(hào)的檢測(cè)及采集領(lǐng)域。本文基于硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡的國家重大課題,對(duì)EMCCD用于低能X射線的信號(hào)采集系統(tǒng)進(jìn)行了研制,得到了如下結(jié)果。 1.采用新型微光CCD探測(cè)器探測(cè)微弱信號(hào),提高了探測(cè)的靈敏度。與傳統(tǒng)的CCD探測(cè)器相比,EMCCD對(duì)空間X射線中的低能段部分有更好的能量分辨率,因此可以探測(cè)能量更低的X射線。 2.設(shè)計(jì)編寫了EMCCD信號(hào)采集系統(tǒng)軟件程序,該程序基于Xilinx的FPGA平臺(tái)開發(fā),使用VHDL硬件描述語言編寫程序產(chǎn)生了符合要求的EMCCD-CCD60驅(qū)動(dòng)時(shí)序,實(shí)現(xiàn)了對(duì)EMCCD的驅(qū)動(dòng)控制。 3.設(shè)計(jì)制作了EMCCD信號(hào)采集系統(tǒng)的硬件電路,在對(duì)系統(tǒng)需求進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,完成了電路的仿真設(shè)計(jì)、元器件的選型和印刷電路板的制作。電路的主要特點(diǎn)是：(1)采用CY7C68013作為USB接口芯片,保證數(shù)據(jù)高效準(zhǔn)確的傳輸。(2)用分立器件搭建了倍增極驅(qū)動(dòng)電路,成功地將驅(qū)動(dòng)電平轉(zhuǎn)換至系統(tǒng)要求值。 4.通過對(duì)系統(tǒng)的軟件仿真及下載測(cè)試,以及對(duì)系統(tǒng)的硬件分立模塊測(cè)試。運(yùn)用2.5GHz帶寬示波器和MATLAB軟件處理分析了相應(yīng)的數(shù)據(jù)。結(jié)果表明,該信號(hào)采集系統(tǒng)的空間分辨率優(yōu)于原來的系統(tǒng),成像更清晰。
【關(guān)鍵詞】：EMCCD FPGA 時(shí)序驅(qū)動(dòng) 信號(hào)采集 數(shù)據(jù)傳輸
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH751;TN911.7
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 研究背景7-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 論文內(nèi)容及架構(gòu)11-13
• 第二章 EMCCD探測(cè)器13-26
• 2.1 CCD探測(cè)器結(jié)構(gòu)及原理13-16
• 2.2 EMCCD探測(cè)器16-18
• 2.2.1 EMCCD基本原理16-18
• 2.2.2 EMCCD的工作過程18
• 2.3 EMCCD的主要特性參數(shù)18-20
• 2.4 EMCCD探測(cè)器噪聲分析20-24
• 2.4.1 暗電流噪聲20-21
• 2.4.2 時(shí)鐘感生電荷21-22
• 2.4.3 光子散粒噪聲22-23
• 2.4.4 噪聲因子23
• 2.4.5 讀出噪聲23-24
• 2.5 CCD60型探測(cè)器24-26
• 第三章 EMCCD信號(hào)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)26-39
• 3.1 系統(tǒng)總體方案及特點(diǎn)26-28
• 3.1.1 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析27
• 3.1.2 系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)與開發(fā)工具27-28
• 3.2 FPGA模塊28-29
• 3.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊29-32
• 3.4 驅(qū)動(dòng)模塊32-35
• 3.4.1 倍增極驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)32-34
• 3.4.2 常規(guī)驅(qū)動(dòng)模塊34-35
• 3.5 USB數(shù)據(jù)傳輸模塊35-37
• 3.6 電源模塊37-39
• 第四章 EMCCD信號(hào)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)39-48
• 4.1 CCD60時(shí)序邏輯產(chǎn)生模塊39-43
• 4.2 數(shù)據(jù)打包模塊43-44
• 4.3 FIFO存儲(chǔ)器模塊44-45
• 4.4 數(shù)字時(shí)鐘管理模塊45-46
• 4.5 USB數(shù)據(jù)傳輸模塊46-48
• 第五章 EMCCD信號(hào)采集系統(tǒng)測(cè)試48-57
• 5.1 CCD60時(shí)序邏輯驗(yàn)證48-50
• 5.2 AD8138功能和ADC線性度驗(yàn)證50-51
• 5.3 R2HV高壓測(cè)試51-52
• 5.4 USB數(shù)據(jù)傳輸模塊驗(yàn)證52-55
• 5.5 常溫成像實(shí)驗(yàn)55-57
• 第六章 總結(jié)與展望57-58
• 附錄58-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 王明富;楊世洪;吳欽章;夏默;;電子倍增器件CCD60噪聲特性分析[J];光電工程;2011年07期

2 戴麗英;劉德林;;內(nèi)耦合型EBCCD的技術(shù)研究[J];光電子技術(shù);2010年02期

3 劉廣榮,左f ,周立偉,高稚允;EBCCD的增益及信噪比研究[J];光學(xué)技術(shù);2002年02期

4 張聞文;陳錢;;基于周期反轉(zhuǎn)模式的表面暗電流抑制[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2008年07期

5 馬俊濤;李振宇;;SlaveFIFO模式下CY7C68013和FPGA的數(shù)據(jù)通信[J];中國傳媒大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年02期

6 陳晨;許武軍;翁?hào)|山;危峻;;電子倍增CCD噪聲來源和信噪比分析[J];紅外技術(shù);2007年11期

7 許秀貞,李自田,薛利軍;CCD噪聲分析及處理技術(shù)[J];紅外與激光工程;2004年04期

8 宋述燕;陳波;;新型圖像傳感器ICCD的原理及應(yīng)用[J];科技信息(科學(xué)教研);2007年29期

9 金穎康;吳枚;金永杰;莊人遴;;HXMT準(zhǔn)直器方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];高能物理與核物理;2007年07期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 程澤浩;HXMT中能望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)獲取研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

2 張聞文;基于噪聲特性的電子倍增CCD最佳工作模式研究[D];南京理工大學(xué);2009年

3 譚穎;活動(dòng)星系核的X射線觀測(cè)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：904222