EMCCD 用于 X 射线低能段信号采集系统的研制电子倍增型电荷耦合器件(EMCCD)是一种带高压倍增电极的微光 CCD 探测器件。与传统 CCD 相比,EMCCD 具有更高的灵敏度和更低的噪声,已被越来越多地应用于微光信号的检测及采集领域。本文基于硬 X 射线调制望远镜的国家重大课题,对 EMCCD 用于低能 X 射线的信号采集系统进行了研制,得到了如下结果。1.采纳新型微光 CCD 探测器探测微弱信号,提高了探测的灵敏度。与传统的 CCD 探测器相比,EMCCD 对空间 X 射线中的低能段部分有更好的能量分辨率,因此可以探测能量更低的 X 射线。2.设计编写了 EMCCD 信号采集系统软件程序,该程序基于 Xilinx 的 FPGA 平台开发,使用 VHDL 硬件描述语言编写程序产生了符合要求的 EMCCD-CCD60 驱动时序,实现了对 EMCCD 的驱动控制。3.设计制作了 EMCCD 信号采集系统的硬件电路,在对系统需求进行充分调研的基础上,完成了电路的仿真设计、元器件的选型和印刷电路板的制作。电路的主要特点是：(1)采纳 CY7C68013 作为 USB 接口芯片,保证数据高效准确的传输。(2)用分立器件搭建了倍增极驱动电路,成功地将驱动电平转换至系统要求值。4.通过对系统的软件仿真及下载测试,以及对系统的硬件分立模块测试。运用 2.5GHz 带宽示波器和 MATLAB 软件处理分析了相应的数据。结果表明,该信号采集系统的空间分辨率优于原来的系统,成像更清楚。
