[发明专利]一种用于电子倍增CCD的多路可调脉冲信号源

说明书

本发明涉及一种用于电子倍增CCD的多路可调脉冲信号源，包括上位计算机和相连的主控模块，主控模块连接多路脉冲可调信号源；上位计算机将设置的高低电平值转换为数字信号传输给主控模块，主控模块控制多路脉冲信号源生成不同的时序波形提供给电子倍增CCD电路，通过上位计算机任意调节脉冲信号源的高低电平值，最小设置精度达到毫伏级，波形建立时间达到纳秒级，方便设置任意一路EMCCD电路脉冲时序的高低电平，以达到其最佳成像效果。每路信号源具有瞬间大电流驱动能力，满足EMCCD电路高频大容性负载的驱动需求，驱动能力达到数百毫安，远远超过普通运放输出所能达到的电流范围。同时每路信号源均具有过流保护功能，防止因电流过大对驱动电路造成损伤。

技术领域：

本发明涉及电子倍增CCD技术领域，具体是一种用于电子倍增CCD的多路可调脉冲信号源。

背景技术：

电子倍增CCD（EMCCD）技术属于微光成像领域，EMCCD电路具有灵敏度高、噪声低、量子效率高等优势。为了使EMCCD电路正常工作，需要多路幅度可任意调节的脉冲信号源,脉冲信号源将主控模块产生的时序信号转换为满足EMCCD电路幅值要求的驱动信号,为电路提供垂直转移时钟、水平转移时钟等驱动信号。由于EMCCD器件制作工艺问题，每只器件的工作点电压并不完全一致，为了获得最佳的成像效果，需要分别对每只器件的信号源时钟进行高低电平值的设置。脉冲信号源输出的各路信号所要求的高低电平值需要实时调节，多路可调信号源保证了EMCCD电路能进行各项参数测试和图形成像，并获得最佳成像效果。

常规数字信号源只能满足EMCCD驱动信号电平幅度的要求，但因为EMCCD输入管脚均为高容性负载（nF级），不能使用常规数字信号直接驱动，否则会因为充电时间过长而导致波形上升边沿变缓，进而影响器件的工作频率，所以EMCCD脉冲信号源峰值电流驱动能力需要达到安培级，才能保证电路正常工作。同时，由于峰值驱动电流过大，EMCCD脉冲信号源还需具备过流保护功能，防止工作电流过大对驱动电路造成损伤。

经过对现有专利检索，中国实用新型专利《一种用于EMCCD驱动的高稳定性线性可调电源电路》（专利号CN205792237U），实现了一种EMCCD直流驱动信号源，该发明为EMCCD电路提供实时可调的直流驱动信号，但无法提供EMCCD工作所需的交流脉冲信号。中国发明专利《一种用于EMCCD的数控高压倍增电路》（专利号CN104735370B），包括直流电平转换电路、数模转换电路和推挽驱动电路，提供了一种用于EMCCD的数控高压倍增电路，满足倍增稳定性，具备小型化和低功耗的特点，该专利没有解决容性负载驱动的问题，无法提供瞬间的大电流驱动能力。

发明内容：

本发明的目的就是为了解决现有技术中脉冲信号存在的缺陷，提供的一种用于EMCCD的多路可调脉冲信号源。

本发明采用了如下技术方案：

一种用于电子倍增CCD的多路可调脉冲信号源，其特征在于包括：

上位计算机和相连的主控模块，主控模块连接多路脉冲可调信号源；

上位计算机将设置的高低电平值转换为数字信号传输给主控模块，主控模块控制多路脉冲信号源生成不同的时序波形提供给电子倍增CCD电路。

在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：

所述的每路脉冲信号源包括与主控模块相连的两路DA转换电路及整形滤波电路；

一路DA转换电路依次连接高电平驱动电路的放大电路、三极管扩流电路以及脉冲信号驱动电路；

另一路DA转换电路依次连接低电平驱动电路的放大电路、三极管扩流电路以及脉冲信号驱动电路；

整形滤波电路连接脉冲信号驱动电路；