獨(dú)眼巨人LED驅(qū)動(dòng)器

SKU：OEPS-6602

Cyclops 是一款開(kāi)源 LED驅(qū)動(dòng)器，能夠極其地控制光功率，用于光遺傳學(xué)刺激。
此次更新在速度、精度、可編程性、熱穩(wěn)定性和易用性方面均有顯著提升。

目前，商用光遺傳刺激硬件還無(wú)法實(shí)現(xiàn)其提供超且連續(xù)時(shí)變光波形以進(jìn)行光遺傳刺激的能力。

Cyclops 提供了使用安裝的M8 連接器直接驅(qū)動(dòng)

Thorlabs 或 Doric LED模塊的可能性。

更多詳情請(qǐng)參見(jiàn)此處或手冊(cè)（pdf）。

描述

Cyclops 是一款開(kāi)源 LED驅(qū)動(dòng)器，能夠極其地控制光功率，用于光遺傳刺激。該電路由JonNewman在佐治亞理工學(xué)院StevePotter 的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)，旨在完成他的博士論文，該論文需要提供超、連續(xù)時(shí)變的光波形用于光遺傳刺激[1]。這在當(dāng)時(shí)是，而且至今仍然是，商用光遺傳刺激硬件無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。自首次應(yīng)用以來(lái)，該電路在速度、精度、可編程性和易用性方面都得到了持續(xù)改進(jìn)。

1. 核心驅(qū)動(dòng)電路由一塊Opal-Kelly XEM6001FPGA 開(kāi)發(fā)板和 4 個(gè)來(lái)自 Recon 的商用降壓轉(zhuǎn)換器組成。

2. 測(cè)試信號(hào)：500 Hz，從完全關(guān)閉到完全開(kāi)啟的 50% 占空比方波，導(dǎo)致 LED 峰峰值電流為1A。

3. 測(cè)試信號(hào)：1 kHz 500 mA 偏移，100 mA 峰峰值正弦波。

4. 未進(jìn)行臺(tái)式測(cè)量，數(shù)據(jù)來(lái)自制造商規(guī)格。

5. 未指定帶寬閾值（例如 -3 dB）。僅適用于正弦波。

6. 測(cè)試信號(hào)：1 kHz 500 mA 偏移，1A 峰峰值正弦波。

7. 包括驅(qū)動(dòng)四個(gè) LED 所需的DC4100-HUB的費(fèi)用。

8. 材料成本估算。

9. 與當(dāng)前反饋模式相比，成本增加的原因是使用了放大光電二極管（設(shè)計(jì)包含在 Cyclops存儲(chǔ)庫(kù)中）。

運(yùn)行原理

高功率發(fā)光二極管 (LED)可為使用現(xiàn)代光遺傳學(xué)工具進(jìn)行有效的神經(jīng)興奮和抑制提供足夠的光功率。與通常用于光刺激的廉價(jià)二極管泵浦固態(tài)激光器相比，LED通常性能更佳。即便如此，盡管許多論文暗示 LED的使用如同“開(kāi)”和“關(guān)”一樣簡(jiǎn)單，但仍需注意確保刺激的穩(wěn)定性、快速的脈沖和下降時(shí)間（以充分利用快速光遺傳學(xué)通道和泵浦）、適當(dāng)?shù)纳岷瓦^(guò)流管理，以及在提供復(fù)雜刺激波形時(shí)的線性度。Cyclops驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)化了這些任務(wù)，并在帶寬、線性度、模塊化和可定制性方面提供了比商業(yè)替代方案更優(yōu)異的性能。

驅(qū)動(dòng)電路

該器件的主要功能組件是一個(gè)反饋輔助的功率增強(qiáng)型N溝道MOSFET。電流從FET的源極引腳引出，并根據(jù)兩種反饋模式之一進(jìn)行反饋：電流反饋或輔助反饋。在這兩種模式下，F(xiàn)ET都充當(dāng)一個(gè)精密電阻器，其阻值與柵極電壓成反比變化。兩種模式的區(qū)別在于柵極電壓的調(diào)節(jié)方式。

電流反饋： 使用電流反饋模式的電路可以確保流過(guò) LED的二極管正向電流根據(jù) VREF 引腳上的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種配置是驅(qū)動(dòng) LED 的標(biāo)準(zhǔn)方法，因?yàn)殡娏骱?LED輻照度之間的關(guān)系是平滑且單調(diào)的。這意味著流過(guò) LED 的電流越大，產(chǎn)生的光功率就越大（當(dāng)然，前提是保持在 LED的Zui大額定值范圍內(nèi)）。然而，電流和輻照度之間的關(guān)系并非線性關(guān)系——對(duì)于大多數(shù) LED 而言，它更像是對(duì)數(shù)函數(shù)。此外，LED的效率與其溫度成反比。因此，隨著 LED 工作并升溫，即使電流保持恒定，其產(chǎn)生的光量也會(huì)下降。LED的溫度依賴性和電流/輻照度非線性的嚴(yán)重程度取決于 LED 的類型（顏色和制造商）。這些特性應(yīng)在 LED的數(shù)據(jù)手冊(cè)中明確記錄。使用高質(zhì)量的 LED并進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳峁芾?，溫度和靜態(tài)電流/輻照度非線性的影響非常小，可以忽略不計(jì)。

光反饋。當(dāng)需要對(duì)光功率進(jìn)行極其穩(wěn)定、線性控制時(shí)，可以使用輔助反饋端口來(lái)補(bǔ)償 LED電流/輻照度關(guān)系的溫度依賴性和靜態(tài)非線性。例如，當(dāng)輔助電壓由位于遠(yuǎn)離 LED輻射源的放大光電二極管提供時(shí)，可以調(diào)節(jié)柵極電壓，使測(cè)得的光功率與 DAC提供的參考電壓相匹配。電路圖中即為這種情況。這種配置稱為 光反饋模式。ThorLabs 公司的PDA36可調(diào)跨阻放大光電二極管 非常適合此用途。當(dāng)然，您也可以以更低的成本自行制作放大光電二極管（Cyclops代碼庫(kù)中包含一個(gè)設(shè)計(jì)）。光反饋通過(guò)補(bǔ)償 LED 的電流/輻照度非線性和溫度依賴性，使提供的參考電壓與 LED產(chǎn)生的光功率之間的關(guān)系完全線性化。

包裝內(nèi)含：

此設(shè)備需要額外的組件才能運(yùn)行。請(qǐng)查看設(shè)備連接列表，購(gòu)買(mǎi)您可能需要的任何線纜、連接線和電源。