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独眼巨人LED驱动器

SKU：OEPS-6602

Cyclops 是一款开源 LED 驱动器，能够极其地控制光功率，用于光遗传学刺激。
此次更新在速度、精度、可编程性、热稳定性和易用性方面均有显著提升。

目前，商用光遗传刺激硬件还无法实现其提供超且连续时变光波形以进行光遗传刺激的能力。

Cyclops 提供了使用安装的M8 连接器直接驱动

Thorlabs 或 Doric LED 模块的可能性。

更多详情请参见此处或手册（pdf）。

描述

Cyclops 是一款开源 LED 驱动器，能够极其地控制光功率，用于光遗传刺激。该电路由Jon Newman在佐治亚理工学院Steve Potter 的实验室开发，旨在完成他的博士论文，该论文需要提供超、连续时变的光波形用于光遗传刺激[1]。这在当时是，而且至今仍然是，商用光遗传刺激硬件无法实现的。自首次应用以来，该电路在速度、精度、可编程性和易用性方面都得到了持续改进。

1. 核心驱动电路由一块Opal-Kelly XEM6001 FPGA 开发板和 4 个来自 Recon 的商用降压转换器组成。

2. 测试信号：500 Hz，从完全关闭到完全开启的 50% 占空比方波，导致 LED 峰峰值电流为 1A。

3. 测试信号：1 kHz 500 mA 偏移，100 mA 峰峰值正弦波。

4. 未进行台式测量，数据来自制造商规格。

5. 未指定带宽阈值（例如 -3 dB）。仅适用于正弦波。

6. 测试信号：1 kHz 500 mA 偏移，1A 峰峰值正弦波。

7. 包括驱动四个 LED 所需的DC4100-HUB的费用。

8. 材料成本估算。

9. 与当前反馈模式相比，成本增加的原因是使用了放大光电二极管（设计包含在 Cyclops 存储库中）。

运行原理

高功率发光二极管 (LED) 可为使用现代光遗传学工具进行有效的神经兴奋和抑制提供足够的光功率。与通常用于光刺激的廉价二极管泵浦固态激光器相比，LED 通常性能更佳。即便如此，尽管许多论文暗示 LED 的使用如同“开”和“关”一样简单，但仍需注意确保刺激的稳定性、快速的脉冲和下降时间（以充分利用快速光遗传学通道和泵浦）、适当的散热和过流管理，以及在提供复杂刺激波形时的线性度。Cyclops 驱动器简化了这些任务，并在带宽、线性度、模块化和可定制性方面提供了比商业替代方案更优异的性能。

驱动电路

该器件的主要功能组件是一个反馈辅助的功率增强型N沟道MOSFET。电流从FET的源极引脚引出，并根据两种反馈模式之一进行反馈：电流反馈或辅助反馈。在这两种模式下，FET都充当一个精密电阻器，其阻值与栅极电压成反比变化。两种模式的区别在于栅极电压的调节方式。

电流反馈： 使用电流反馈模式的电路可以确保流过 LED 的二极管正向电流根据 VREF 引脚上的电压进行调节。这种配置是驱动 LED 的标准方法，因为电流和 LED 辐照度之间的关系是平滑且单调的。这意味着流过 LED 的电流越大，产生的光功率就越大（当然，前提是保持在 LED 的Zui大额定值范围内）。然而，电流和辐照度之间的关系并非线性关系——对于大多数 LED 而言，它更像是对数函数。此外，LED 的效率与其温度成反比。因此，随着 LED 工作并升温，即使电流保持恒定，其产生的光量也会下降。LED 的温度依赖性和电流/辐照度非线性的严重程度取决于 LED 的类型（颜色和制造商）。这些特性应在 LED 的数据手册中明确记录。使用高质量的 LED 并进行适当的散热管理，温度和静态电流/辐照度非线性的影响非常小，可以忽略不计。

光反馈。当需要对光功率进行极其稳定、线性控制时，可以使用辅助反馈端口来补偿 LED 电流/辐照度关系的温度依赖性和静态非线性。例如，当辅助电压由位于远离 LED 辐射源的放大光电二极管提供时，可以调节栅极电压，使测得的光功率与 DAC 提供的参考电压相匹配。电路图中即为这种情况。这种配置称为 光反馈模式。ThorLabs 公司的PDA36 可调跨阻放大光电二极管 非常适合此用途。当然，您也可以以更低的成本自行制作放大光电二极管（Cyclops 代码库中包含一个设计）。光反馈通过补偿 LED 的电流/辐照度非线性和温度依赖性，使提供的参考电压与 LED 产生的光功率之间的关系完全线性化。

包装内含：

此设备需要额外的组件才能运行。请查看设备连接列表，购买您可能需要的任何线缆、连接线和电源。