专利名称：天文用ccd相机的可调电压源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及天文用CCD相机的可调电压源电路，尤其是一种能用于天文观测 的CCD相机的低噪声可调电压源电路。
背景技术：
CXD是一种光电转换器件，从上世纪70年代以来，作为光学图像的电子传感器，被 广泛应用于各类光电成像系统中。在安全监控及电视摄像系统、民用和军用CCD照相机、科 学级成像系统中，都有各种不同种类和不同级别的CCD器件。由于CCD是光电成像器件，要 使其正常工作，必须有为其供电且性能优良的直流偏置电源电路。目前，在电子系统设计中，为获得直流偏置电压，通常采用三端固定集成稳压电源 模块或三端可调集成稳压电源模块。这种传统的电压源电路具有噪声小、驱动电流大、工作 稳定、可靠性高、实现电路简单等优点，缺点是面积(或体积)大、功耗大、单一输出电压。直 接将其应用于电流不大但偏置电压种类较多且对体积和功耗有一定要求的电子系统中，上 述的缺点就成为其应用的最大障碍。例如，在常规晚间天文观测所用的CCD相机系统中，面 型阵列(面阵)CCD芯片及其时钟驱动器电路有时要求多达十几个甚至二十几个不同大小 的偏置电压，如果都使用三端集成稳压电源模块供电，则会使CCD相机的电源部分电路占 据很在的电路板面积和设备体积，同时由于功耗大，导致更多的发热或散热问题等。为此，用于天文观测和其他科学应用的低噪声CCD相机系统，通常并不直接使用 众多的三端集成稳压电源模块，而只使用少数的成稳压电源模块为CCD电路提供工作电 压，C⑶及其周边电路要求的众多的偏置电压则是由一些低噪声电源电路提供的。一个经 典的CCD相机电压源电路可参见文献。在该电路中，参考电压源REFOl输出的高精度直流 参考电压经多个电阻串联分压后作为多个不同电压等级的低噪声运算放大器0P470的输 入参考电平。这种电路对多个串联电阻的精度要求高，需要细心选配电阻网络中各电阻的 阻值，否则将造成各级输出电压的相互影响。所以，这种电路中输出电压不能随便调整，导 致对整个CCD电路的优化等调试工作的不便。此外，由于运算放大器输出电流有限，对于需 要较大输出电流的低噪声偏置电压源，这种电路会产生额外的电压波动，从而产生附加的 噪声。
发明内容为克服现有的CCD相机电路中电压源电路的不足，本实用新型提供一种天文用 CCD相机的可调电压源电路，是一种低噪声CCD偏置电压源电路。该电路不仅能提供便于调 节的多路低噪声电压输出，而且输出电流较大，同时可减少占用的电路板面积。本实用新型天文用CCD相机的可调电压源电路的技术方案是一个正负精密参考电压源电路(1)、多个分压电阻网络(2)和多个由运算放大器 构成的正或负电压跟随器(3)顺序连接。集成参考电源AD587的输出作为由运算放大器0P400构成的同相比例器和反相比例器的输入，这两个比例器输出的正、负电压连接到每个分压电阻网络的高精度正、负参考 电压。一个集成运算放大器0P470连接成4个正或负电压跟随器电路，输出4路正或负 的低噪声电压。每一个正或负电压跟随器可在运算放大器后连接用于扩大输出电流的NPN型或 PNP型三极管。天文用CCD相机的可调电压源电路，它由高精度正负参考电压源电路1、多个分压 电阻网络2及其后连接的正或负电压跟随器3组成，即包含高精度正负参考电压源电路 1、多个分压电阻网络2、多个正电压跟随器和/或负电压跟随器3顺序连接。在这种天文用CCD相机的可调电压源电路中，集成参考电源AD587的输出作为由 运算放大器0P400构成的同相比例器和反相比例器的输入，这两个比例器输出的正、负电 压连接到每个分压电阻网络的高精度正、负参考电压。由于这种天文用CCD相机的可调电压源电路的正或负电压跟随器采用集成运算 放大器0P470构成。因此，一个集成运算放大器0P470可连接成4个正或负电压跟随器电 路，从而输出4路正或负的低噪声电压。此外，每一个正或负电压跟随器可在运算放大器后 连接用于扩大输出电流的NPN型或PNP型三极管。本实用新型的有益效果是通过由一个AD587和2个运算放大器构成的高精度参 考电压源电路产生低噪声的正、负参考电压，再简单的分压电阻网络和一片集成运算放大 器0P470，产生4路电压可调的低噪声输出电压，相比传统的使用三端可调集成稳压电源模 块的电路来说，节省了电路板的面积(体积)，减少了功耗；相对于经典的低噪声CCD电压 源电路来说，方便地实现了各输出电压的调节，并可通过分压电阻网络中各电阻值的设置， 限定电压的调节范围；实现了一种调节方便、噪声低、输出电流较大的电压源。
图1是本实用新型的功能框图。图2是正、负参考电压源电路图。图3是分压电阻网络的电路图。图4是正电压跟随器的电路图。图5是正电压跟随器在输出电流较小时的一种简化电路图。图6是负电压跟随器的电路图。图7是负电压跟随器在输出电流较小时的一种简化电路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。图1中，正负精密参考电压源电路1，由多个可调分压电阻网络2组成的网络，由多 个电压跟随器3组成的网络，各个电压跟随器4的输出端口。高精度参考电压源电路的实施例如图2所示，该子电路的工作电压是+V、_V，分别 由外部提供。U2是精密参考电压源AD587，它输出的IOV高稳定低噪声电压，作为其后的同 相比例放大器和反相比例放大器的输入，用于产生正、负高精度参考电压+Vref、-Vref。这两个正、负参考电压与其电路中的反馈电阻、增益电阻的关系为
权利要求1.一种天文用CCD相机的可调电压源电路，其特征是一个正负精密参考电压源电路 (1)、多个分压电阻网络(2)和多个由运算放大器构成的正或负电压跟随器(3)顺序连接。
2.根据权利要求1所述的天文用CCD相机的可调电压源电路，其特征是集成参考电 源AD587的输出作为由运算放大器0P400构成的同相比例器和反相比例器的输入，这两个 比例器输出的正、负电压连接到每个分压电阻网络的高精度正、负参考电压。
3.根据权利要求1所述的天文用CCD相机的可调电压源电路，其特征是一个集成运 算放大器0P470连接成4个正或负电压跟随器电路，输出4路正或负的低噪声电压。
4.根据权利要求1或3所述的天文用CCD相机的可调电压源电路，其特征是每一个 正或负电压跟随器可在运算放大器后连接用于扩大输出电流的NPN型或PNP型三极管。
专利摘要本实用新型公开了一种天文用CCD相机的可调电压源电路。一个AD587和一个集成双运算放大器构成的高精度参考电压源电路产生低噪声的正、负参考电压，并为每个分压电阻网络提供正负参考电压；一个分压电阻网络与一个正(或负)电压跟随器连接形成一路低噪声电压输出。如此可以由一片集成运算放大器OP470产生4路电压可调的低噪声电压输出，节省了电路板的面积，减少功耗；通过分压电阻网络中各电阻值的选取，限定电压的调节范围从而达到保护CCD器件的目的；实现了一种调节方便、噪声低、输出电流大的电压源。
文档编号G05F3/08GK201780522SQ200920111660
公开日2011年3月30日 申请日期2009年7月14日 优先权日2009年7月14日
发明者宋谦, 张牛虎, 李彬华, 王春荣 申请人:昆明理工大学