摘要：高速成像运用中，CCD的输出通道数较多，且每个通道的速度也很高。多通道输出需求多个扩大器对信号进行扩大。当扩大器数量较多时，电路板布局时很难使扩大器接近CCD放置。较长的电路板走线发生的寄生电容和CCD输出电阻构成的低通电路严峻约束了带宽。因而，在电路规划时选用了高频补偿办法处理了带宽约束的问题。在电路板规划时选用去除运算扩大器反应端地平面的办法防止了扩大电路自激振荡。
关键词：高速CCD；预放电路；寄生电容；高频补偿
0 导言
电荷耦合器件(CCD)具有低噪声、宽动态规模、高速以及线性呼应等长处。在高速成像运用中，CCD有必要具有多通道输出的才能。经过多通道并行输出进步成像体系的速度。每个通道的速度也要坚持较高的速度，一般每个通道的作业速度能到达25～40 MHz。CCD的输出电阻并不是很小，一般情况下其输出电阻能够到达300 Ω左右。因而需求预放电路进行阻抗改换，使输出电阻变小。且要使预放电路尽可能接近CCD。由于假如预放电路和CCD有必定间隔时，电路板走线会存在必定的寄生电容。该寄生电容和CCD输出电阻构成一阶低通电路，然后约束电路的带宽。可是，CCD多通道输出需求多个扩大器对信号进行扩大。当扩大器数量较多时，电路板布局时就没有满意的空间使扩大器接近CCD放置。扩大器不能接近CCD放置，走线寄生电容就会约束带宽。所以只能经过高频补偿技能来扩展带宽。需求注意到是，高频补偿时必定不要导致扩大器作业不安稳。此外高速运算扩大器规划不妥也极易发生自激振荡。因而，经过电路板规划中去除运算扩大器反应端地平面的办法防止自激振荡。
1 多通道CCD预放电路规划
多通道CCD预放电路中各个通道应该是完全一致的，这能够确保各个通道导致的成像成果具有一致性。因而，下面规划评论一个通道的规划，其他通道选用完全相同的规划即可。首要对CCD输出电阻和电路板走线进行剖析，如图1所示。CCD输出能够等效为电压源y和串联等效电阻Rc。走线能够直接用寄生电容Cp来表明。那么由于电阻和电容构成了低通电路，因而会约束带宽。式(1)给出其传递函数。
可见存在一个极点s=-1／RgCp，即体系在大于该极点对应频率后，呼应会依照每十倍频程20 dB下降。
为了不让该极点约束带宽，有必要运用零点来抵消这一极点。完成这一功用的电路如图2所示。该电路的传递函数由式(2)给出。该电路引进了一个零点s=-1／(Rg+Rf)Cg。所以只要让该零点等于上述极点即可完成高频补偿。即满意式(3)即可。该电路在引进零点的一起也引进了一个极点s=-1／RgCg，所以需求使该极点频率尽可能高，也即Rg的值要满意大。
反应网络的传递函数由式(4)给出：
电路中的反应网络并不会使扩大器不安稳。由于反应网络有一个极点，使得相位会发生推迟，可是反应网络的零点则使相位发生超前。因而反应网络使得相位先发生必定的推迟，然后在高频处回到了零相位。这样不会对扩大器发生安稳性问题。
