基于高速多通道CCD预放电路的设计方案

时间:2022-03-17作者:佚名

然而,较长的电路板走线产生的寄生电容和CCD输出电阻形成的低通电路严重限制了带宽。因此,本文提出的的电路设计方案采用了高频补偿方法解决了带宽限制的问题。在电路板设计时采用去除运算放大器反馈端地平面的方法避免了放大电路自激振荡。

0 引言

电荷耦合器件(CCD)具有低噪声、宽动态范围、高速以及线性响应等优点。在高速成像应用中,CCD必须具有多通道输出的能力。通过多通道并行输出提高成像系统的速度。每个通道的速度也要保持较高的速度,通常每个通道的工作速度能达到25~40 MHz.CCD 的输出电阻并不是很小,一般情况下其输出电阻可以达到300 Ω左右。因此需要预放电路进行阻抗变换,使输出电阻变小。且要使预放电路尽可能靠近CCD.因为如果预放电路和CCD 有一定距离时,电路板走线会存在一定的寄生电容。该寄生电容和CCD 输出电阻形成一阶低通电路,从而限制电路的带宽。然而,CCD多通道输出需要多个放大器对信号进行放大。当放大器数量较多时,电路板布局时就没有足够的空间使放大器靠近CCD 放置。放大器不能靠近CCD 放置,走线寄生电容就会限制带宽。所以只能通过高频补偿技术来扩展带宽。需要注意到是,高频补偿时一定不要导致放大器工作不稳定。此外高速运算放大器设计不当也极易产生自激振荡。因此,通过电路板设计中去除运算放大器反馈端地平面的方法避免自激振荡。

1 多通道CCD预放电路设计

多通道CCD预放电路中各个通道应该是完全一致的,这可以保证各个通道导致的成像结果具有一致性。

因此,下面设计讨论一个通道的设计,其他通道采用完全相同的设计即可。首先对CCD输出电阻和电路板走线进行分析,如图1所示。CCD输出可以等效为电压源V 和串联等效电阻Rc .走线可以直接用寄生电容Cp 来表示。那么由于电阻和电容构成了低通电路,因此会限制带宽。式(1)给出其传递函数。

可见存在一个极点s = -1/RgCp ,即系统在大于该极点对应频率后,响应会按照每十倍频程20 dB下降。

为了不让该极点限制带宽,必须使用零点来抵消这一极点。实现这一功能的电路如图2所示。该电路的传递函数由式(2)给出。该电路引入了一个零点s = -1/ (Rg Rf )Cg .所以只有让该零点等于上述极点即可实现高频补偿。即满足式(3)即可。该电路在引入零点的同时也引入了一个极点s = -1/ RgCg ,所以需要使该极点频率尽可能高,也即Rg 的值要足够大。

反馈网络的传递函数由式(4)给出:

电路中的反馈网络并不会使放大器不稳定。因为反馈网络有一个极点,使得相位会产生延迟,但是反馈网络的零点则使相位产生超前。因此反馈网络使得相位先产生一定的延迟,然后在高频处回到了零相位。

这样不会对放大器产生稳定性问题。

相关阅读

建造师:你不知道的几个证书编号,都记着了吗

#工程施工行业,想必大家对建造师执业资格证书一定不会陌生,但是你考试通过并注册后,你会有几个证书?对这几个证书的一些编号能知道多少呢? 首先,你考试通过,经过审核合...
2023-07-18
建造师:你不知道的几个证书编号,都记着了吗

写字楼亮化工程怎样做到与周围环境相协调?

写字楼作为城市景观的重要组成部分,在所有城市的文化艺术解读和形象提升中发挥着非常重要的作用。 写字楼亮化工程 是解决建筑美学与环境的综合途径,具有提升自身形象、美化...
2022-08-04
写字楼亮化工程怎样做到与周围环境相协调?

大厦外墙灯光照明这四点你有考虑过吗?

现在的都市大厦林立,给人一种忙碌的感觉,充满了商业的氛围。大厦外墙的灯光效果,赋予夜景另一种耳目一新的生活。从光影方面来说,外墙灯光照明其实是对建筑形象的重构,致...
2022-08-04
大厦外墙灯光照明这四点你有考虑过吗?

不同建筑类型的外墙亮化设计分析

建筑外墙亮化设计 是建筑改造夜间形象的重要环节。由于建筑结构不同,建筑外墙各部分亮化设计方法也不同,区别对待,完整统一,从而形成完美的建筑外墙亮化设计。 1、欧式建筑...
2022-09-12
不同建筑类型的外墙亮化设计分析

楼体亮化设计都需要注意哪些事项?

今天我们亮化工程公司要来跟大家详细的介绍一下, 楼体亮化设计 都必须注意什么事项?下边就要我们一起来瞧瞧吧! 1、 楼体亮化设计 的照明要营造楼体的全面性。照明色度宜适度高...
2022-10-15
楼体亮化设计都需要注意哪些事项?

热销商品

电工胶带绝缘胶带PVC电胶布防水阻燃超粘耐温黑胶布汽车线束胶带

电工胶带是一款专业的电力电工用材,具备绝缘、PVC材质特性,可有效保障电气线路绝缘性能,防止电流外泄引发漏电风险。其采用防水、阻燃、超粘、耐温等设计,能适应复杂...
¥ 2.4

氟胶O型圈耐高温密封圈线径1-10mm现货可订做大尺寸胶圈非标异形

氟胶O型圈采用高性能氟橡胶(FKM)材料制成,具有卓越的耐高温、耐油、耐化学腐蚀性能,长期使用温度可达200℃以上,短期可耐受250℃高温。线径规格覆盖1–10mm,现货充足,支...
¥ 0.4

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.91

100%桑蚕丝香云纱饰品发圈发夹口罩眼罩发带腰封直播专拍单拍无效

100%桑蚕丝香云纱饰品系列,精选天然桑蚕丝与非遗香云纱工艺匠心打造,质感柔滑亲肤,光泽雅致,尽显东方韵味。包含发圈、发夹、口罩、眼罩、发带、腰封等多款实用配饰,适...
¥ 1

橱柜灯层板柜子线型灯LED免焊接餐边柜子灯感应灯衣柜鞋酒柜灯带

橱柜灯层板柜子线型灯LED免焊接餐边柜子灯感应灯衣柜鞋酒柜灯带是一种用于家居照明的灯具,具有多种款式和功能。这些灯具通常采用LED光源,具有节能、环保的优点,且使...
¥ 4.4

网站栏目