实验四 线阵CCD特性测试实验.docx
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本文格式为Word版，下载可任意编辑实验四 线阵CCD特性测试实验 物理与电子信息学院——电子信息测验技术 光电成像器件测验报告 测验题目 姓名 杨智超 测验二 线阵CCD特性测试测验 组别 双2 班级 13光电子班 日期 学号 2022.6.1 134090340 【测验目的】 通过对典型线阵CCD在不同驱动频率和不同积分处境下输出信号的测量，进一步掌管CCD的有关特性，掌管积分时间的意义，以及驱动频率与积分时间对CCD输出信号的影响 【测验器材】 光电技术创新综合测验平台 1台双踪同步示波器（20MHz以上）1台 线阵CCD模块 1块连接导线 若干 光源特性测量模块 1块CCD光路组件 1套 航空插座连接线 1根 【测验原理】 两相线阵CCD电荷传输原理示意图如图1所示： 图1 两相线阵CCD电荷传输原理示意图 每一相有两个电极（即原理中的一个CCD转移寄放器的MOS电容实际中用两个），这两个电极与半导体衬底间的绝缘体厚度不同，在同一外加电压下产生两个不同深度的势井，绝缘体薄的那个MOS电容比绝缘体厚的那个MOS电容势井深，只要不是过多的电荷引入，电荷总是存于右边那个势井。
图b显示了相位相差180O的驱动脉冲Φ1为高电位，Φ2为低电位时MOS电容的势井深度及电荷存储处境图c表示Φ1和Φ2电位相等时的处境，这时电荷还不能移动；图d显示了Φ1为低电位，Φ2为高电位时的处境，这时电荷流入Φ2相的势井当Φ1和Φ2电位再相等时中断滚动 电荷传输机理证明，电荷从一个势井传输到下一个势井需要确定的时间，且电荷传输随时间的变化遵循指数衰减规律，只有由Φ1和Φ2的频率所确定的电荷传输时间大于或等于电荷传输所需要的时间，电荷才能全部传输但在实际应用中，从工作速率考虑，由频率所确定的电荷传输时间往往小于电荷本身传输所需要的时间这就是说，电荷的转移效率与驱动频率有关驱动频率越低，输出信号越强积分时间为光电转换的时间，鲜明，积分时间越长，光敏区的MOS电容存储的电荷越多，相应输出信号越强 光电成像器件测验 物理与电子信息学院——电子信息测验技术 【测验步骤及留神事项】 五、测验步骤 （一）、不同频率与不同光强下测量物体的变化 1、用航空插座连接线，将CCD光路组件连接到线阵CCD模块线阵CCD模块上面的短路块J9的2、3用短路帽连接） 2、将CCD光路组件连接到光源特性测试模块，概括方法是：CCD组件红色迭插头连接到光源特性测试模块的J306台阶插座，黑色的迭插头连接光源特性测试模块的J307台阶插座，光源特性测试模块K301拨到“恒流”，k302拨到“电流源”。
按下光源特性测试模块电源开关 3、将中号物片放入CCD组件的物片窗口（留神保持与CCD组件外观的垂直），开启模块的电源开关将积分时间开关置于0档，驱动频率开关置于2档，用CH1探头测量SH并使之同步，用CH2测量输出信号Uo，调整光源驱动（光源特性测试模块的W302电位器），使UO信号较为圆滑，观测SH与Uo的关系，并画出其波形图 4、变更CCD像敏元的照度，查看输出信号UO的波形变化画出当光强变化时输出信号UO波形图 5、积分时间不变，变更驱动频率完成1,2步骤的测验内容 6、分析上述测验现象，并说明驱动频率与输出信号的变化关系为什么当驱动频率过低时UO无输出信号 （二）、不同积分时间与不同光强下测量物体的变化 1、将中号物片放入CCD组件的物片窗口（留神保持与CCD组件外观的垂直），开启模块的电源开关将驱动频率开关置于3档，积分时间开关置于0档，用CH1探头测量SH并使之同步，用CH2测量输出信号Uo，观测SH与Uo的关系，并画出其波形图. 2、变更CCD像敏元的照度（通过调理光源特性测试模块的W302电位器，减小LED面光源光强），查看输出信号U0的波形变化画出当光强变化时输出信号U0波形图。
3、驱动频率不变化，变更积分时间完成1,2步骤的测验内容 4、分析上述测验现象，并说明积分时间与输出信号的变化关系 5、关机终止关闭线阵CCD模块电源，关闭示波器电源 六、留神事项： 为了确保线阵CCD模块测验的顺遂举行，保障人身安好，制止损坏设备，并且达成测验目的，要求测验人员务必严格遵守以下测验规矩及留神事项 在测验之前，测验人员务必阅读本测验指导书中所要求的测验打定内容，并查阅必要的参考资料明切实验目的，了解测验内容的细致步骤后面能举行测验 测验举行过程中，务必严格按照指导老师制定的步骤举行测验，不得自行肆意举行，否那么可能造成模块器不成逆的损坏以及不必要的严重后果 全体与本模块相关的线缆务必在断电的处境下正确连接好，严禁带电插拔全体电缆线、连接线 测验要集中精力，专心测验遇到问题实时找指导老师解决，不得自作看法 在举行CCD测验过程中，不允许开启CCD布局件，不允许带电插拔CCD器件，否那么会造成CCD器件损毁 不允许用带电的烙铁焊接任何与CCD有电气连接的导线、元器件 光电成像器件测验 物理与电子信息学院——电子信息测验技术 【测验结果与数据处理】 图1 图2 图3 图4 图5 图6 【测验结论与分析】 测验过程中，由于存在示波器、光源特性测量模块本身存在的硬件问题，导致我们的测验一开头并不是很顺遂，但是经过老师的指导以及我们自身的努力结果还是得出了测验结果。
本次测验，通过对典型线阵CCD在不同驱动频率和不同积分处境下输出信号的测量，让我进一步掌管了CCD的有关特性，掌管了积分时间的意义，以及从测验过程中查看到了驱动频率与积分时间对CCD输出信号的影响 光电成像器件测验 — 5 —。
