[發明專利]一種用于EMCCD的數控高壓倍增電路

有效

• 申請號: 201510065348.3
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104735370B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 孫大開;梁瀟;盧純青
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: H04N5/372
• 分類號: H04N5/372;H04N5/357
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 臧春喜

1.一種用于EMCCD的數控高壓倍增電路，其特征在于：包括直流電平轉換電路、數模轉換電路和推挽驅動電路；

外部輸入的十位數字控制信號的高兩位和低八位分別輸出給直流電平轉換電路和數模轉換電路，直流電平轉換電路在所述高兩位數字信號的作用下，將外部輸入的+56V高壓直流電平轉化為高壓時鐘驅動信號的高電平，輸出給推挽驅動電路；數模轉換電路將所述低八位數字信號轉化成模擬電壓，作為高壓時鐘驅動信號的低電平輸出給推挽驅動電路；

推挽驅動電路對外部輸入的時鐘信號進行隔直，利用隔直后的時鐘信號對直流電平轉換電路的輸出電平進行電平轉換，得到低電平為0V、高電平為直流電平轉換電路輸出電平的方波信號，將得到的方波信號與數模轉換電路輸出的電平相疊加，得到高壓時鐘驅動信號并向外輸出。

2.根據權利要求1所述的一種用于EMCCD的數控高壓倍增電路，其特征在于：所述的直流電平轉換電路包括二極管D1、二極管D2、直流電平轉換芯片U1、電容C1、電容C2、電容C3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、場效應管Q1以及場效應管Q2；

直流電平轉換芯片U1的輸入端與外部輸入的+56V高壓直流電平連接，直流電平轉換芯片U1的輸出端用于輸出直流電平轉換電路的輸出電平VDD；二極管D1的負極與直流電平轉換芯片U1的輸入端連接，二極管D1的正極與直流電平轉換芯片U1的輸出端連接；

直流電平轉換芯片U1的調整端同時與電阻R1的一端、電阻R2的一端、電阻R3的一端以及二極管D2的正極連接，電阻R2的另一端與場效應管Q2的漏極連接，場效應管Q2的源極接地，場效應管Q2的柵極與數字信號D[1]連接；電阻R1的另一端與場效應管Q1的漏極連接，場效應管Q1的源極與場效應管Q2的源極連接，場效應管Q1的柵極與數字信號D[0]連接；電阻R3的另一端與場效應管Q2的源極連接；二極管D2的負極與直流電平轉換芯片U1的輸出端連接，二極管D2的正極分別與電容C2的一端以及電阻R4的一端連接，電容C2的另一端與場效應管Q2的源極連接；電阻R4的另一端同時與直流電平轉換芯片U1的輸出端以及電容C3的一端連接，電容C3的另一端與場效應管Q2的源極連接；電容C1連接在直流電平轉換芯片U1的輸入端與場效應管Q1的源極之間；所述數字信號D[0]和D[1]表示外部輸入的十位數字控制信號的高兩位。

3.根據權利要求1所述的一種用于EMCCD的數控高壓倍增電路，其特征在于：所述數模轉換電路包括電容C4、電容C5、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、數模轉換器件U2、運算放大器U3、直流電壓V1；

數模轉換器件U2的輸入端與外部輸入的十位數字控制信號的低八位連接，數模轉換器件U2的輸出端與電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端分別與電阻R6的一端和電容C4的一端連接，電容C4的另一端與運算放大器U3的輸出端連接，電阻R6的另一端一方面通過電容C5接地，另一方面與運算放大器U3的同相輸入端連接；電阻R7的一端與運算放大器U3的輸出端連接，電阻R7的另一端一方面分別與運算放大器U3的反相輸入端以及電阻R9的一端連接，另一方面通過電阻R8接地；電阻R9另一端與直流電壓V1的正端連接，直流電壓V1的負端接地，所述直流電壓V1為外部輸入的電壓，運算放大器U3的輸出端用于輸出數模轉換電路的輸出電平Vout。

4.根據權利要求1所述的一種用于EMCCD的數控高壓倍增電路，其特征在于：所述推挽驅動電路包括二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電容C10、場效應管Q3、場效應管Q4、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13和電阻R14；

直流電平轉換電路的輸出電平VDD與二極管D3的正極連接，二極管D3的負極與二極管D4的負極連接，二極管D4的正極與場效應管Q3的柵極連接，場效應管Q3的源極與二極管D3的正極連接，電容C6連接在二極管D3的正極和負極之間；場效應管Q3的漏極同時與電容C10的一端以及場效應管Q4的漏極連接；電容C10的另一端一方面用于輸出推挽驅動電路的高壓時鐘驅動信號R2HV，另一方面與二極管D7的負極連接，二極管D7的正極與數模轉換電路的輸出電壓Vout的正極連接，數模轉換電路的輸出電壓Vout的負極與場效應管Q4的源極連接；場效應管Q4的柵極與二極管D6的負極連接，二極管D6的正極與二極管D5的正極連接，二極管D5的負極與場效應管Q4的源極連接后接地；電容C7連接在二極管D5的正極和負極之間；電阻R12連接二極管D5的正極和二極管D3的負極；

電阻R10的一端與場效應管Q3的漏極連接，電阻R10的另一端同時與二極管D4的正極、電容C8的一端以及場效應管Q3的柵極連接，電容C8的另一端通過電阻R11與外部輸入的時鐘信號連接；電阻R14的一端與場效應管Q4的源極連接，電阻R14的另一端同時與二極管D6的負極、電容C9的一端以及場效應管Q4的柵極連接，電容C9的另一端通過電阻R13與外部輸入的時鐘信號連接。