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电子倍增电荷耦合器件(Electronic Multiplying Charge Coupled Device,EMCCD)以其在微光条件下对光感极高的灵敏度特性,已经成为了微光夜视技术的主要技术之一,广泛的应用于航空航天、空间探测、国防军事、生物医学、医疗影像等领域。该技术自上世纪90年代国外首次提出以来,发展十分迅速。然而国内对于微光条件下EMCCD成像系统的研制还处于起步阶段,且大多数均侧重于EMCCD成像理论成果分析。本文主要针对EMCCD信息采集处理系统硬件电路进行研究,完成了如下主要工作:为改善现有微光成像设备图像成像效果,本文设计了一套集电子倍增CCD成像及图像信息处理传输于一体的复杂成像系统,其中包括:EMCCD成像驱动及模拟前端电路设计、成像器主控器电路设计及系统对外接口电路设计。该系统搭载了目前为止最为先进的EMCCD传感器芯片,在极低光照条件下(10-3LUX)具有高灵敏度、低噪声等图像成像优势。同时配合Xilinx推出的最新片上系统(System on Chip,SOC)ZYNQ-7000系列处理芯片,使得系统在保证了微光成像质量的同时,提高了系统对图像采集和处理的能力。本文对EMCCD传感器的器件结构和工作成像原理进行讨论,总结分析了影响EMCCD传感器成像效果的关键因素,为EMCCD成像器系统的整体研制提供了理论基础。在系统需求的基础上,结合使用环境对传感器驱动电路进行合理优化,充分发挥EMCCD图像传感器的性能。系统主控方面采用ZYNQ-7035处理器,芯片内置“FPGA+ARM”双核心架构,保证EMCCD成像器主控系统在控制能力和数字信号处理能力上的最佳分配,并配置有相当丰富的外部存储器和灵活可靠的高速对外通信接口,可以在不同应用需求下发挥最大效能。此外,整体成像器系统采用多块PCB板卡堆叠的物理连接方式,可通过改变板卡组合结构,实现EMCCD成像器在多种应用场合下的应用,具有较高的系统适应性,为研发人员的二次开发提供了充分条件,为该EMCCD成像及处理系统的广泛应用打下了坚实的基础。