一种基于离散时间增量型ΣΔADC的X射线CCD读出系统

摘要

本发明涉及一种基于离散时间增量型ΣΔADC的低功耗低噪声的X射线CCD信号读出系统，该系统由前端读出电路、数字控制单元和离散时间增量型ΣΔADC构成。其中前端读出电路提供增益并调节输入信号至ADC的动态范围，离散时间增量型ΣΔADC对信号进行模数转换，数字控制单元可以调节前端放大器的增益，改变前端输出的浮置电平的高度和前后调节ADC采样的时间窗口。其中，离散时间增量型ΣΔADC有两个通道，每个通道分别由预调制器，增量型ΣΔ调制器和降采样滤波器组成，通过特殊的截断系数的梳状滤波器实现CCD信号的量化。该X射线CCD读出系统工作在电源电压3.3V下，读出速率100kHz时，精度可以达到10~11位，等效读出噪声小于10个电子，能够满足实际科学研究和应用的要求。

主权项

一种基于离散时间增量型ΣΔADC的X射线读出系统，由前端读出电路（1）、离散时间增量型ΣΔADC（2）和数字控制单元（3）组成，其特征在于：所述的前端读出电路（1）的Vinp输入端、Vinn输入端分别与外部的模拟输入信号Vinp、Vinn相连；其clamp1输入端、clamp2输入端、DAC_en输入端分别与所述的数字控制单元（2）的clamp1输出端、clamp2输出端、DAC_en输出端相连；其Voutp输出端、Voutn输出端分别与所述的离散时间增量型ΣΔADC（3）的Vinp输入端、Vinn输入端相连；所述的数字控制单元（2）的CLK输入端与外部的时钟输入信号CLK相连；其RST输入端与外部的CCD复位同步信号RST相连；其CS输入端、SCLK输入端、MOSI输入端分别与外部的SPI写入信号CS、SCLK、MOSI相连；其CLK1输出端、RST1输出端、deint1输出端、int1输出端、post1输出端分别与所述的离散时间增量型ΣΔADC（3）的CLK1输入端、RST1输入端、deint1输入端、int1输入端、post1输入端相连；其CLK2输出端、RST2输出端、deint2输出端、int2输出端、post2输出端分别与所述的离散时间增量型ΣΔADC（3）的CLK2输入端、RST2输入端、deint2输入端、int2输入端、post2输入端相连；所述的离散时间增量型ΣΔADC（3）的Vcom输入端与外部的模拟共模信号Vcom相连；其输出与Dout输出端相连，输出读出系统的处理结果。