EMCCD与USB的整合

论文摘要

由于EMCCD将像增强功能集成到了芯片内部,因此它相对于普通的CCD而言,不仅体积小,而且具有较高的信噪比。如能将其作为天文观测终端,必将在信噪比以及观测极限星等方面带来很大的提高。鉴于USB接口使用灵活、传输速率高,以及成本低廉,几乎成为了目前众多设备的标准接口。因此,如能将EMCCD和USB进行整合,这势必具有较高的实用意义以及现实意义。基于整个CCD相机的结构,本文分为了六个章节:第一章调研了目前EMCCD与USB整合的概况;第二章介绍了CCD的基本工作原理;第三章介绍了A/D转换器件中的几个重要功能模块;第四章介绍了USB接口的一些基本概念,以及USB芯片结构;第五章介绍了整个相机系统的软件以及固件构成;第六章总结了整个相机系统的开发进度,同时也展望了该相机系统的未来发展方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 EMCCD与USB整合的概况
• 1.1 CCD发展与应用
• 1.2 像增强型CCD（EMCCD、ICCD、EBCCD）
• 1.2.1 EMCCD
• 1.2.2 ICCD
• 1.2.3 EBCCD
• 1.2.4 EMCCD、ICCD、EBCCD比较
• 1.3 USB发展史
• 1.4 USB与CCD或EMCCD整合概况
• 1.5 系统工作流程
• 第二章 CCD原理
• 2.1 EMCCD（electron multiplication CCD）工作原理
• 2.1.1 信号电荷的产生
• 2.1.2 电荷的存储
• 2.1.3 电荷的转移
• 2.1.4 电荷的倍增
• 2.1.5 电荷的检测
• 2.1.6 CCD87结构
• 2.1.7 CCD87工作波形
• 2.1.8 时钟驱动电路
• 第三章 A/D转换
• 3.1 CDS（相关双采样）
• 3.2 哑像元钳位
• 3.3 OB定标环路
• 3.4 ADC（模数转换）模块
• 3.5 PGA功能模块
• 第四章 USB接口
• 4.1 USB包
• 4.1.1 USB包结构
• 4.2 USB数据传输类型
• 4.2.1 控制传输
• 4.2.2 中断传输
• 4.2.3 块传输
• 4.2.4 同步传输
• 4.3 芯片结构
• 4.3.1 串口引擎
• 4.3.2 FIFO存储池及其存储空间的分布
• 4.3.4 CPU&&RAM
• 4.4 SLAVE FIFO和GPIE数据采集模式
• 4.4.1 SLAVE FIFO概述
• 4.4.2 Slave FIFO的工作模式
• 4.4.3 GPIE
• 第五章 软件
• 5.1 PC控制程序
• 5.2 驱动程序
• 5.3 芯片固件设计
• 5.4 CPLD
• 第六章 总结
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢