基於CCD器件的大焦面大視場日冕儀的製作方法

2023-09-21 02:43:00 2

本實用新型涉及一種基於CCD器件的大焦面大視場日冕儀。

背景技術：

空間天氣的變化起源於日冕層的太陽活動，這些太陽活動及其潛在的爆發現象的觀測數據為研究太陽耀斑、日珥的爆發、日冕震蕩和太陽磁場等提供了基礎，是開展空間天氣預報研究的第一手資料。

對日冕儀的開發研究具有重要的科學價值和現實意義。一方面，日冕儀研究起步較晚，直到1962年～1975年間軌道太陽觀測系列衛星(Orbiting Solar Observatory，OSO)發射，才開始進行連續性的太空日冕觀測，而且相關儀器和技術都掌握在歐美日等個別發達國家的手中，我國目前僅擁有雲南天文臺的地基日冕儀，遠不能滿足觀測需要；另一方面，目前的日冕儀性能比較有限，日冕儀的成像質量和成像視場亟需提高。

技術實現要素：

為了解決現有的日冕儀成像性能差的技術問題，本實用新型提供一種基於CCD器件的大焦面大視場日冕儀。

本實用新型的技術解決方案是：一種基於CCD器件的大焦面大視場日冕儀，其特殊之處在於：包括依次連接的FPGA控制系統、CCD器件和光學系統；

所述CCD器件用於將光學系統發送的光學信號轉換為圖像電信號；

所述FPGA控制系統用於驅動CCD器件工作，並控制圖像轉換和發送。

上述FPGA控制系統包括通訊單元、時序產生單元、圖像處理單元和圖像格式轉換單元；所述時序產生單元的輸入端與通訊單元相連，時序產生單元的輸出端與CCD器件相連；所述圖像處理單元的輸入端與CCD器件相連，圖像處理單元的輸出端與圖像格式轉換單元相連。

上述圖像處理單元的輸入端通過一個AD轉換器與CCD器件相連。

上述通訊單元通過RS422總線與外界通訊；所述圖像格式轉換單元通過LVDS總線向外界發送圖像。

上述CCD器件為CCD42-40晶片。

本實用新型的有益效果在於：本實用新型採用了改進的CCD時序驅動新方法，大大改善了儀器的性能，特別是讀出噪聲得到了較好的改善，是一套基於科學級全幀型CCD、適用於太空衛星平臺、解析度達2K*2K的大焦面大視場日冕儀。

附圖說明

圖1為本實用新型較佳實施例的系統模塊示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本實用新型較佳實施例的結構包括依次連接的FPGA控制系統1、CCD器件2和光學系統3；CCD器件2用於將光學系統3發送的光學信號轉換為圖像電信號；FPGA控制系統1用於驅動CCD器件2工作，並控制圖像轉換和發送。

FPGA控制系統1包括通訊單元11、時序產生單元12、圖像處理單元13和圖像格式轉換單元14；通訊單元11用於與外界通訊、接收指令並發送儀器狀態；時序產生單元12向CCD器件2發送時序驅動信號；圖像處理單元13通過一個AD轉換器4與CCD器件2相連，用於將模擬圖像信號轉換為數字圖像信號；圖像格式轉換單元14用於將數字圖像信號轉換為指定格式。

通訊單元11通過RS422總線與外界通訊；圖像格式轉換單元14通過LVDS總線向外界發送圖像。CCD器件2具體可以選用CCD42-40晶片。

本實用新型日冕儀的工作方式為：光學系統將光學信號發送到CCD焦面上，由CCD轉換為圖像電信號；FPGA驅動CCD工作，並控制AD將模擬圖像信號轉換為數字圖像信號，再將數字圖像轉換為約定的格式通過LVDS總線發出。儀器通過RS422通訊接口與外界通訊，接收指令並發送儀器狀態。