高速多通道CCD预放电路原理

高速成像应用中，CCD的输出通道数较多，且每个通道的速度也很高。多通道输出需要多个放大器对信号进行放大。当放大器数量较多时，电路板布局时很难使放大器靠近CCD放置。较长的电路板走线产生的寄生电容和CCD输出电阻形成的低通电路严重限制了带宽。因此，在电路设计时采用了高频补偿方法解决了带宽限制的问题。在电路板设计时采用去除运算放大器反馈端地平面的方法避免了放大电路自激振荡。
高速多通道 CCD 预放电路原理
高速成像应用中，CCD 的输出通道数较多，且每个通道的速度也很高。多通道输
出需要多个放大器对信号进行放大。当放大器数量较多时，电路板布局时很 难
使放大器靠近 CCD 放置。较长的电路板走线产生的寄生电容和 CCD 输出电阻形成
的低通电路严重限制了带宽。 因此，在电路设计时采用了高频补偿方法解决了 带
宽限制的问题。在电路板设计时采用去除运算放大器反馈端地平面的方法避免了
放大电路自激振荡。


0 引言

电荷耦合器件(CCD)具有低噪声、宽动态范围、高速以及线性响应等优点。在高
速成像应用中，CCD 必须具有多通道输出的能力。通过多通 道并行输出提高成
像系统的速度。 每个通道的速度也要保持较高的速度，通常每个通道的工作速度
能达到25～40 MHz。CCD 的输出电阻并不是很小，一般情况下其输出电阻可以达
到300 Ω左右。因此需要预放电路进行阻抗变换，使输出电阻变小。且要使预放
电路尽可能靠近 CCD。因为如果预放电路和 CCD 有一定距离时，电路板走线会存
在一定 的寄生电容。该寄生电容和 CCD 输出电阻形成一阶低通电路，从而限制
电路的带宽。然而，CCD 多通道输出需要多个放大器对信号进行放大。当放大器
数量较多 时，电路板布局时就没有足够的空间使放大器靠近 CCD 放置。放大器
不能靠近 CCD 放置，走线寄生电容就会限制带宽。所以只能通过高频补偿技术来
扩展带宽。 需要注意到是，高频补偿时一定不要导致放大器工作不稳定。此外
高速运算放大器设计不当也极易产生自激振荡。因此，通过电路板设计中去除运
算放大器反馈端地 平面的方法避免自激振荡。

1 多通道 CCD 预放电路设计

多通道 CCD 预放电路中各个通道应该是完全一致的， 这可以保证各个通道导致的
成像结果具有一致性。因此，下面设计讨论一个