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在科学研究中常常要对低照度的图像进行长时间的观察和定量分析，用于这一目的的科学级CCD相机对动态范围、灵敏度和噪声性能等有极高的要求。在评价科学级CCD相机优劣的诸多性能参数中，噪声是最重要的指标之一，本章着重了解下复位噪声产生后消除复位噪声的方法。
复位噪声又称KTC噪声,它的产生与CCD输出结构有密切关联,对CCD的输出结构进行分析对于KTC噪声的理解有所帮助。复位噪声通常产生于采用浮置扩散放大器FDA 结构的CCD 中。通常CCD的输出结构都采用选通电荷积分器结构,每一次信号读取都以单个电荷包的形式出现在放大器的栅节点上。每个信号电荷包产生的电压变化被读出后,输出MOSFET的栅节点需加以复位。当复位脉冲到来时,复位管MOSFET导通,存在导通沟道电阻RON,它所产生的电阻热噪声加在电容C两端。可见输出电容越大,所产生的复位噪声越大。
出现复位噪声的科学级CCD相机利用相关双采样方法来消除噪声。
相关双采样,是在CCD的像元输出信号中,分别对复位噪声电平(即在复位脉冲过去之后,信号电荷包到来之前的某一时刻的电平)和像元信号电平(即信号电荷包到来时的电平)采样,再将2次采样的信号相减作为输出信号。由于2次采样的噪声是相关的,因此噪声被消除。相关双采样CDS方法不仅都能有效地消除KTC噪声、低频噪声和共模噪声,且电路简单、适合于高速应用等特点。专用的视频信号处理芯片中基本上采用这种方法 。
科学级相机的噪声除了复位噪声还有暗电流噪声和散粒噪声两种。通过对科学级CCD相机工作时不同噪声源的分析, 给出了降低暗电流噪声的热电制冷方法,以及复位噪声的抑制电路和输出信号处理电路。更多科学级相机知识请关注北京萨尔笛科技有限公司，详情请登录我们的网站www.scientificimaging.cn。联系电话：18901085836。
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