天文观测CCD控制器信号读出ASIC技术研究

Building CCD electronics with ASIC technology is the most efficient way to raise the compactivity of the CCD controller. Since integrating CCD driving electronics into ASICs can bring down the volume, weight and power consumption of the CCD camera greatly, it is the most desirable way to build the electronics for cameras of large mosaics of CCD or CMOS. To respond to the demands from the large mosaic of focal plane detectors for ground-based astronomy or space astronomy and to resolve the problems, such as power consumption, volume of the discrete-part CCD controller and the crosstalk and other environmental effects brought up by the long length of the connection between CCD and the readout electronics, our research will work on the CCD signal channel ASIC and will develop an ASIC for 4-channel CCD signal readout.

利用ASIC技术实现CCD控制器是目前最有效提高控制器的集成度的途径。CCD控制电路ASIC化，可大幅度减小控制器的体积、重量和功耗，从而成为大规模拼接CCD或CMOS探测器系统电子学的发展方向。针对天文焦面的大规模CCD拼接系统以及空间项目对CCD控制器的要求，为解决控制器功耗、体积、抗串扰及与前端电子学与后端单元之间的连接电缆长度问题，本课题将展开CCD信号读出ASIC技术研究，进行四通道的CCD信号读出ASIC电路的研发，以具备CCD控制器电路ASIC研发技术，为最终完成大规模拼接CCD控制器系统研发打下基础。.CCD控制器ASIC技术，不仅可应用于空间站天文运用CCD系统、TMT多目标宽带成像光谱仪MOBIE探测器系统、南极项目以及正在酝酿的其它大型项目对大型CCD拼接系统，也可用于单片CCD系统，更由于其功耗和体积的优势，必将成为诸如DSO这样的空间项目探测器控制器的首选技术。

利用专用集成电路AISC技术实现CCD控制器是目前最有效提高控制器集成度的方法。CCD控制电路ASIC化，可大幅度减小控制器的体积、重量和功耗，从而成为大规模拼接CCD或CMOS探测器电子学系统的发展方向。针对天文大规模CCD拼接系统的需求，为解决控制器功耗、体积、抗串扰及与前端电子学与后端单元之间的连接电缆长度问题，本课题展开了CCD信号读出ASIC技术研究，研制了单片可支持CCD信号四通道读出的ASIC芯片——SPA。SPA继承了UCAM控制器的优良性能，其最低等效输入噪声小于2e-，通道间串扰10-5量级，达到天文CCD相机控制器性能要求。.SPA是一个通用性很强的芯片，可灵活地运用于目前世界上绝大多数的CCD芯片和CCD控制器，可以组成大规模集成化的多CCD系统，也可应用于超小型的单CCD控制器。其高度集成化使得以其构成的CCD控制器性能更可靠稳定，功耗，体积更小，並更容易研制。