تصميم دائرة التصوير لكاميرا المجال الكبير للتلسكوب البصري الأرضي الضخم

LIU Tala ,  

REN Tongyang ,  

YU Yong ,  

JIA Jianlu ,  

WANG Zhiyi ,  

WANG Jianli ,  

LIU Changhua ,  

MA Junlin ,  

摘要

استجابةً لمتطلبات اكتشاف المجال البصري الواسع للتلسكوبات الأرضية الضخمة، تم تخصيص وحدة استشعار صورة sCMOS خلفية قابلة للتركيب بدقة 16.8 مليون وتم تصميم دائرة تصوير الكاميرا. تم دراسة تصميم الأجهزة، تصميم الوحدة الوظيفية، تصميم تدفق البيانات، التركيب الديناميكي العالي، تسجيل معلومات لحظات التعريض والتشغيل المتزامن في تصميم الدائرة. اختيرت شريحة FPGA كمُعالج أساسي لدائرة التصوير، مع تصميم معياري وعالي التكامل. تم استخدام 4 شرائح DDR متوازية كمخزن مؤقت للبيانات بسرعة قراءة وكتابة قصوى تبلغ 102.4 جيجابت في الثانية. من خلال تصميم ناقل GTX عالي السرعة، تم إنشاء واجهة اتصال بصرية مخصصة بسرعة اتصال 5 جيجابت في الثانية، لتحقيق وظائف التحكم بالكاميرا ونقل الصور. يستخدم تدفق البيانات الداخلي في FPGA بروتوكول ناقل AXI-Full لتحقيق أداء عالي، عرض نطاق ترددي مرتفع وهيكل اتصال مرن. تم تصميم وظيفة تركيب الصور الديناميكي العالي داخل شريحة FPGA لتوليد صور مركبة بدقة عالية في الوقت الحقيقي. من خلال استقبال معلومات الوقت والوضعية وتفصيلها، تم تسجيل معلومات لحظات التعريض بدقة زمنية تبلغ 1 ميكروثانية. بعد الاختبار، حقق النظام تصوير بدقة 16.8 مليون بكسل بمعدل 4 إطارات بالثانية بحجم كامل. من خلال التركيب الديناميكي العالي للصور، ارتفع نطاق الديناميكية إلى 95.52 ديسيبل، مما يلبي متطلبات نظام الكاشف.

关键词

كاميرا المجال الكبير; التركيب الديناميكي العالي; معلومات لحظات التعريض; الاتصال البصري

阅读全文