郝玉婷，韦 飞，冷 双，李咪咪

（1.中国科学院空间科学与应用研究中心 北京 100190；2.中国科学院大学 北京 100190）

基于FPGA的软X射线CCD驱动电路设计

郝玉婷1，2，韦 飞1，冷 双1，李咪咪1，2

（1.中国科学院空间科学与应用研究中心 北京 100190；2.中国科学院大学 北京 100190）

CCD是实现空间软X射线探测任务的核心部件，E2V公司的科学级CCD42-10 BI AIMO对空间软X射线探测具有较高的灵敏度、低噪声水平和高读出速度，本文针对该款CCD提出了一种基于FPGA的驱动电路设计方案。选用Xilinx公司的XC3S500E作为驱动电路的核心器件，通过VHDL语言对驱动时序进行了硬件描述，采用EL7202作为CCD驱动芯片。仿真与实验测试结果表明，该设计可以满足科学级CCD42-10 BI AIMO的驱动电路要求。

软X射线；CCD；驱动电路；FPGA

空间软X射线观测是获得高温等离子体温度、密度、运动速度等重要参数的有效途径，对研究太阳耀斑爆发及演化过程的加热机制及其动力学行为具有极其重要的研究价值［1］。科学级CCD由于其体积小、重量轻、噪声低、分辨率高等优点，近年来在越来越多的空间X射线观测任务中得到应用。

科学级CCD对驱动电路有着严格的要求，它的性能是影响CCD的转换效率、信噪比特性和系统时间分辨率水平的重要因素。因此，驱动电路的设计是科学级CCD在空间X射线观测应用中的关键问题之一。传统的CCD驱动时序设计方法主要有单片机驱动法、EPROM驱动法和DSP驱动法等，这些设计方法缺乏灵活性、可移植性差。FPGA逻辑控制电路具有硬件可编程、处理速度快、可靠性高等特点，非常适于CCD驱动时序的设计。……