Precision TCD1304
тел. +7(499)347-04-82
Описание Precision TCD1304
Precision TCD1304 — описание и характеристики
Общее описание
TCD1304 — это линейный ПЗС-сенсор (CCD linear image sensor) производства Toshiba, широко используемый в спектрометрах, оптических анализаторах, сканерах и любительских/промышленных спектрографах. Благодаря высокому динамическому диапазону, низкому уровню шума и простому интерфейсу управления стал де-факто стандартом в бюджетной и средней спектроскопии (в т.ч. в проектах с Arduino/STM32).
Прецизионные модули/сборки на базе TCD1304 (например, «Precision TCD1304» от ряда производителей) — это готовые линейные CCD-линейки с драйверами, иногда с интегрированной оптикой (щель, коллиматор, дифракционная решётка), предназначенные для сборки спектрометров.
Технические характеристики TCD1304
| Параметр | Значение | |---|---| | Тип сенсора | Линейный ПЗС (CCD), FF (full frame transfer) | | Число пикселей | 3648 (активных), + 32 «dummy» + 14 экранированных | | Размер пикселя | 8 мкм × 200 мкм | | Общая длина активной области | ~29,2 мм | | Спектральный диапазон | ~200–1100 нм (без УФ-оптики), пик 500–600 нм | | Чувствительность | высокая в видимом и ближнем ИК | | Насыщение | ~100 000 e⁻/пиксель (типично) | | Тёмный ток | низкий, требует охлаждения при длинных экспозициях | | Частота считывания | до 2 МГц (типовая), до 4 МГц в некоторых конфигурациях | | Напряжения питания | +5 В (логика), +3 В / +5 В (аналог), тактовые ± | | Тактовые сигналы | φM (master), φ1, φ2, ICG, SH, RS | | Выходной сигнал | аналоговый, ~1 В диапазон (после буфера) | | Шум считывания | ~ несколько e⁻ RMS при коррелированной двойной выборке (CDS) | | Динамический диапазон | ~ 3000:1 (типично) | | Корпус | 22-pin DIP / керамический | | Рабочая температура | −25 … +70 °C |
Обозначения выводов (основные)
- φM — мастер-такт (Master clock)
- φ1, φ2 — двухфазные такты передачи
- ICG — Input Clock Gate (управление интеграцией)
- SH — Sample & Hold (затвор выборки)
- RS — Reset gate
- OS — Output Signal
- OD — Output Drain
- VDD / VSS — питание
Парт-номера и варианты
Оригинальный сенсор:
- TCD1304AP — базовая версия (керамический DIP-22)
- TCD1304DG — версия в пластиковом корпусе (DIP-22), наиболее распространена
- TCD1304AP-1 / TCD1304DG-1 — версии с улучшенными параметрами
Модули и сборки «Precision» (типовые обозначения у разных изготовителей):
- Precision TCD1304 Module (с драйвером и АЦП)
- TCD1304 Breakout Board (для Arduino/STM32)
- TCD1304 + diffraction grating spectrometer kit
- TCD1304 Y-RAM/AD-модули (с внешней логикой управления)
- TCD1304 с USB-интерфейсом (FTDI/STM32), маркируется продавцом также как «precision linear CCD» — точный парт-номер зависит от вендора (например, «Precision TCD1304 Rev.A/B/C»).
Внимание: оригинальный парт-номер TCD1304DG снят с производства Toshiba (end-of-life), на рынке преобладают реплики/аналоги от третьих производителей. Перед заказом уточняйте у поставщика реальную ревизию.
Совместимые модели и применения
Сенсор TCD1304/модули на его основе встречаются в:
Спектрометрах:
- Ocean Optics USB2000 (модификации с TCD1304 — ранние ревизии и клоны)
- STS-серия (аналоги)
- Hamamatsu mini-spectrometer (некоторые бюджетные модели-аналоги)
- DIY-спектрометры: Public Lab, Thunder Optics, Ibsen, Wasatch Photonics (младшие)
- Спектрометры на платформе Arduino/STM32: TCD1304-based DIY spectrometer (Elmar/OpenSpectrometer)
- Клоны «USB2000-compatible» на Alibaba/LCSC
Другие применения:
- Оптические сканеры и считыватели штрих-кода
- Устройства сортировки по цвету/спектру
- Анализ флуоресценции и абсорбции
- Лазерная спектроскопия (LIBS, Raman низкого разрешения)
Совместимые драйверы/платформы:
- Arduino Due/Nano (через external counter/GPIO)
- STM32F4/F7 (архитектура «TCD1304 + STM32»)
- FPGA (Xilinx/Intel) для высокоскоростного считывания
- FTDI FT2232H (с прошивкой логики + аналоговый буфер)
- Прецизионные АЦП 16 бит (AD7621, ADS8509) для максимального динамического диапазона