[发明专利]一种驱动线阵探测器的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动线阵探测器的装置，可应用于图像与信号测量等领域。

背景技术

线阵探测器在图像与信号测量领域中应用十分广泛，常见的主要有线阵CCD(chargecouple device，电荷耦合器件)和线阵PDA(photodiode array，光电二极管阵列)两种类型。CCD探测器在光子效率、暗电流水平、读出噪声等方面具有明显的优势，在可见光探测及弱信号测量场合中应用；而PDA器件累积电荷势阱大，动态范围高，且对180~300nm光子有比较好的响应，适合在(近)紫外光探测或吸收光谱测量场合中应用。针对不同的应用场合要求，需要更换包括像素尺寸和数量、波长响应范围、动态范围及噪声水平等在内的众多指标的线阵探测器。目前世界上生产线阵探测器的厂商有很多，其中生产线阵CCD的主要有Sony、Toshiba、Hamamatsu、Fairchild等几家厂商，生产NMOS和CMOS型PDA的主要是Hamamatsu。

如图1，线阵探测器的驱动主要包括两个主要部分：线阵探测器部分和控制电路部分。线阵探测器部分是对线阵探测器1输出的图像信号进行预处理：线阵探测器1的输出图像信号通过由跟随器构成的缓冲器6缓冲之后，利用运放减法器或隔直电容组成的直流偏置校正电路7去除掉直流偏置，经过前置放大滤波电路8，输入可编程增益放大器(PGA)9；控制电路部分与驱动脉冲和时序相关：主控芯片产生多路时序脉冲对线阵探测器1进行驱动，控制可编程增益放大器9的放大倍数、相关双采样器10的开启/关闭以及A/D转换器(模数转换器)11的模拟/数字转换，并协调控制线阵探测器1的多路时序脉冲和A/D转换器11及可编程增益放大器9等数字器件的工作时序配合。

同一厂商生产的不同型号的线阵探测器，其管脚定义不同，驱动电路和驱动时序也不同。而对于不同厂商生产的线阵探测器，无论类型，区别更大。对于不同的线阵探测器，现有的主要应对措施是更换包括探测器部分和控制电路部分在内的整体驱动电路，并重新编写其相应的驱动程序并下载到主控芯片，以完成控制，即不同的线阵探测器需要开发不同的驱动装置和驱动程序，可扩展性和利用效率都不高。

发明内容

本发明目的是提供一种可扩展性能好、利用效率高的驱动线阵探测器的装置，方便各类线阵探测器的更换或升级：对于不同的线阵探测器，可保留控制电路部分不变，只需要更换与线阵探测器输出图像信号有关的探测器端部分电路，而不需要更换包括控制电路部分在内的整体驱动电路；可使主控芯片的驱动程序，与线阵探测器的驱动时序无关，因此不需要更改驱动程序，方便驱动不同种类的线阵探测器。

本发明的特征在于，含有依次由线阵探测器1、缓冲电路6、直流偏置校正电路7和前置放大滤波电路8串联组成的线阵探测器部分和控制电路部分，其特征在于，所述控制电路部分含有：系统控制器2、驱动信息存储器3、识别器4、端口配置器5、输入端与所述前置放大滤波电路8输出端相连的可编程增益放大器9、相关双采样器10、A/D转换器11、数据存储器12以及扩展与通信接口13，其中：

驱动信息存储器3，与所述系统控制器2互连，是一个闪烁存储器，其存储空间划分为多个驱动信息存储区段，依次存储多个所述线阵探测器1相关的驱动信息，包括所述线阵探测器1的识别字段和命令字段，该命令字段包括端口配置字段、时序字段、以及端口I/O操作字段，在格式上分为命令标识与命令参数，

识别器4，与系统控制器2互连，该识别器是一个EEPROM，存储有用高低电平的组合表示的识别字段，用于区别所述线阵探测器1的类别序号，或者存储所述线阵探测器1的驱动信息存储区段的地址，

端口配置器5，输入端与所述系统控制器2的某些输出端口相连，该端口配置器5的各输出端口与所述线阵探测器1的各输入端口相连，该端口配置器5提供了所述系统控制器2和线阵探测器1之间的端口连接顺序并进行连接，

系统控制器2，是一个数字集成电路芯片，其中含有：识别模块2-2、端口配置模块2-3、多路时序脉冲发生模块2-4、自适应功能控制模块2-5、以及驱动信息模块2-1，此外还有扩展与接口模块2-6，其中：

识别模块2-2，分别与所述识别器4和驱动信息模块2-1互连，该识别模块2-2对所述识别器4输出的识别字段进行判断，把经过判断后确定的所述线阵探测器1的类别代码表示的类别型号输往所述驱动信息模块2-1，