快門(mén)型像增強(qiáng)器程控電子學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、像增強(qiáng)器作為ICCD相機(jī)的高速快門(mén)在時(shí)間分辨圖像診斷系統(tǒng)中有重要作用，其開(kāi)門(mén)時(shí)刻和開(kāi)門(mén)寬度的精度對(duì)診斷結(jié)果有較大影響，因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)像增強(qiáng)器快門(mén)的精確控制具有重要意義。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中往往需要對(duì)像增強(qiáng)器的增益及快門(mén)進(jìn)行反復(fù)調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)調(diào)節(jié)增益通過(guò)電位器手動(dòng)調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)快門(mén)的延時(shí)和寬度通常使用電纜調(diào)節(jié)，但較長(zhǎng)延時(shí)不易獲得；有時(shí)也使用信號(hào)發(fā)生器調(diào)節(jié)，但在多臺(tái)相機(jī)同時(shí)工作時(shí)，通道數(shù)又有所限制，同時(shí)成本較高?；谏鲜鲈颍疚难兄屏讼裨鰪?qiáng)器程控電子學(xué)系統(tǒng)

2、。具有成本低、指標(biāo)高、使用方便的特點(diǎn)。
　　 像增強(qiáng)器程控電子學(xué)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)像增強(qiáng)器增益及快門(mén)的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制。文中首先對(duì)像增強(qiáng)器的程控電子學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了總體介紹。然后對(duì)增益控制、快門(mén)控制、遠(yuǎn)程通信的實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹。在增益控制部分，首先介紹了第二代像增強(qiáng)器結(jié)構(gòu)及其對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的需求，繼而介紹了為其供電的小功率直流型高壓電源模塊的設(shè)計(jì)方法，最終通過(guò)使用FPGA控制數(shù)字電位器MCP42010實(shí)現(xiàn)了對(duì)像增強(qiáng)器增益的數(shù)字控制，共有控

3、制檔位256檔。在快門(mén)的控制部分，分析了實(shí)現(xiàn)快門(mén)程控功能的本質(zhì)就是建立數(shù)字延時(shí)器。針對(duì)外觸發(fā)信號(hào)與時(shí)鐘信號(hào)的同步問(wèn)題，對(duì)三種實(shí)現(xiàn)數(shù)字延時(shí)器的方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，包括它激振蕩器方式、FPGA與專(zhuān)業(yè)數(shù)字延時(shí)芯片AD9501配合使用方式和基于單片F(xiàn)PGA方式。詳細(xì)說(shuō)明了如何在FPGA內(nèi)部建立它激振蕩器和高精度的TDC功能、如何實(shí)現(xiàn)FPGA與專(zhuān)業(yè)數(shù)字延時(shí)芯片的精密配合和如何在FPGA內(nèi)部建立高分辨的可編程延時(shí)線。最終，所建立的數(shù)字延時(shí)器具有動(dòng)態(tài)

4、范圍4.3ms，分辨65ps的指標(biāo)。可滿(mǎn)足對(duì)像增強(qiáng)器快門(mén)的精確程控要求。在數(shù)字延時(shí)器的測(cè)試部分，介紹了三個(gè)表征數(shù)字延時(shí)器優(yōu)劣的指標(biāo)，精確度(Precision)、準(zhǔn)確度(Accuracy)和漂移(Drift)。遠(yuǎn)程通信部分介紹了基于RS-485的通信方式和基于USB光纖的通信方式，同時(shí)介紹了光纖通信中所用到的8B/10B編解碼模塊。
　　 本文的主要研究成果及創(chuàng)新之處如下：
　　 (1)建立了像增強(qiáng)器的程控電子學(xué)系統(tǒng)，可