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了解高能量CCD探测器中的分布

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一个由4像素成像阵列组成的CCD,灰色,下面是一个读数寄存器,蓝色。像素中的电荷显示在该像素的右下角。

CCD是非常多功能的设备,它们的读数模式可以被操纵以达到各种效果。其中最常用的是装箱。在通过放大器(CCD的主要噪声源)读出电荷之前,可以将相邻像素的电荷合并到传感器上。这可以提供更快的读数速度和提高信号噪声比与降低空间分辨率的好处。

为了说明两种读出模式之间的区别,我们使用了逐级读出图。

该图是由4个像素成像阵列组成的CCD,灰色,下面有一个读出寄存器,蓝色。像素中的电荷显示在该像素的右下角。

强调两种读出方案的主要区别是很重要的。首先,我们实现了传感器阵列的全空间分辨率。在binned示例中,我们将4像素模式缩减为单个像素“超像素”,因此失去了空间分辨率。然而,binned操作需要更少的步骤来读取传感器,因此更快。通常情况下,装箱2 x 2的速度是原来的两倍;这是通过每两次垂直移动读取寄存器来实现的。如果我们在CCD上放置3 × 3或4 × 4的图像,读取速度分别是3倍和4倍,那么这种关系就成立了。

1.光在四个像素上均匀下降,并在四个像素中的每一个中产生20 e-的电荷。
2.第一个操作是将电荷向下移动一行。从最低像素的电荷转移到读数寄存器。3.(A)对于单像素读出,读出寄存器中的电荷移到读出放大器中。(B)在装箱操作中,电荷再次向下移动,从第一行的电荷相加,或求和,到读出寄存器的第一行。
4.(A)对于单像素读出,读出第一个像素,同时读出寄存器再次移位,将第二个像素的电荷移位到读出放大器中。(B)在装箱操作中,从两个右两个像素的求和电荷转移到读出放大器。
5.(a)在单个像素读数中,下一行垂直移动到读出寄存器中。(b)在分衬操作中,再次移动读出寄存器以将电荷与读出放大器中的五个像素一起总和在读出之前。
6.(A)在单像素读出模式下,再次将读出寄存器右移,读出下一个像素。Binned操作现在完成。
7.(A)在单像素读出中,读出寄存器再次右移,读出最后的像素。

Binned示例还突出显示衬砌如何改善信噪比。如果我们假设我们的CCD具有10 e-的读出噪声,则在单个像素示例中,每个像素被读出,噪声噪声为10,因此我们实现了2:1的信噪比(20 e-/ 10 e- )。即使我们随后在读出信号到噪声比之后也会将四个像素和噪声比例达到4:1。In summing the charge of the four pixels, we sum the signal (4 x 20 ei. e. 80 e-) and the noise is added in quadrature i.e. square root of the sum of the noises squared ( √4 X (10e-)2 i.e. 20e-).

在binned示例中,在信号被放大器读出之前是没有噪声的,所以信噪比是8:1(80 e- / 10 e-),即是单像素读出模式的两倍。

最常见的一种应用程序的自定义装箱在x射线能量色bob综合app官网登录散谱在低通量条件下与事件更高能量x射线光子可以直接检测到的大superpixel获得低噪声的优点和更快的读出实现用户可定义的最优性能。

日期:N / A.

作者:和或

类别:技术文章

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