高速多通道CCD预放电路的设计方案

本文摘要：（作者：薛旭成，赵运隆）高速光学应用于中，CCD的输入地下通道数较多，且每个地下通道的速度也很高。多通道输入必须多个放大器对信号展开缩放。当放大器数量较多时，电路板布局时很难使放大器附近CCD摆放。 然而，较长的电路板回头线产生的寄生电容和CCD输出电阻构成的低通电路相当严重容许了比特率。因此，本文明确提出的的电路设计方案使用了高频补偿方法解决问题了比特率容许的问题。在电路板设计时使用除去运算放大器对系统端地平面的方法防止了缩放电路自激振荡。

（作者：薛旭成，赵运隆）高速光学应用于中，CCD的输入地下通道数较多，且每个地下通道的速度也很高。多通道输入必须多个放大器对信号展开缩放。当放大器数量较多时，电路板布局时很难使放大器附近CCD摆放。

　　然而，较长的电路板回头线产生的寄生电容和CCD输出电阻构成的低通电路相当严重容许了比特率。因此，本文明确提出的的电路设计方案使用了高频补偿方法解决问题了比特率容许的问题。在电路板设计时使用除去运算放大器对系统端地平面的方法防止了缩放电路自激振荡。

　　章节　　电荷耦合器件（CCD）具备低噪声、长动态范围、高速以及线性号召等优点。在高速光学应用于中，CCD必需具备多通道输入的能力。通过多通道分段输入提升光学系统的速度。每个地下通道的速度也要维持较高的速度，一般来说每个地下通道的工作速度能超过25~40MHz.CCD的输出电阻并不是较小，一般情况下其输出电阻可以超过300左右。

因此必须实静电路展开电阻转换，使输出电阻变大。且要使实静电路尽量附近CCD.因为如果实静电路和CCD有一定距离时，电路板走线不会不存在一定的寄生电容。该寄生电容和CCD输出电阻构成一阶低通电路，从而容许电路的比特率。然而，CCD多通道输入必须多个放大器对信号展开缩放。

当放大器数量较多时，电路板布局时就没充足的空间使放大器附近CCD摆放。放大器无法附近CCD摆放，回头线寄生电容就不会容许比特率。

所以不能通过高频补偿技术来拓展比特率。必须注意到是，高频补偿时一定不要造成放大器工作不平稳。此外高速运算放大器设计失当也不易产生自激振荡。

因此，通过电路板设计中除去运算放大器对系统端地平面的方法防止自激振荡。　　1、多通道CCD预放电路设计　　多通道CCD实静电路中各个地下通道应当是完全一致的，这可以确保各个地下通道造成的光学结果具备一致性。　　因此，下面设计辩论一个地下通道的设计，其他地下通道使用完全相同的设计才可。

首先对CCD输出电阻和电路板回头线展开分析，如图1右图。CCD输入可以等效为电压源V和串联等效电阻Rc.回头线可以必要用寄生电容Cp来回应。那么由于电阻和电容包含了低通电路，因此不会容许比特率。式（1）得出其传递函数。

　　可见不存在一个零点s=-1/RgCp,即系统在小于该零点对应频率后，号召不会按照每十倍频程20dB上升。

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