非致冷紅外焦平面陣列讀出電路的設計研究.pdf

1、紅外熱成像系統有著廣泛的民用和軍用市場。非致冷紅外焦平面陣列讀出電路是紅外熱成像系統的核心部件，讀出電路設計的好壞直接影響著紅外熱成像系統的性能。本文從確定非致冷紅外焦平面陣列讀出電路的設計參數出發(fā)，提出了一種非致冷紅外焦平面陣列讀出電路結構，并采用大量電路模擬驗證的方法，設計了一種新型非致冷紅外焦平面陣列讀出時序控制和積分采樣電路。
　　1）本文首先提出了一種非致冷紅外焦平面陣列讀出電路系統結構。該讀出電路系統能通過對紅外焦平面

2、陣列的掃描控制，讀取探測元電阻變化所引起的微弱變化的電信號，并將所得的微弱電信號進行積分放大、采樣保持、模數轉換和數字校正，最后送給顯示屏成像。接著本文從討論讀出電路的偏置方式出發(fā)，得到了基于NMOS緩沖注入偏置方式的單通道讀出電路總體結構。該結構可以準確消除背景電流對有效信號的影響，使得非致冷紅外焦平面陣列的信噪比大大提高，從而提高輸出圖像的精度。并且該電路結構可以應用到任何規(guī)模的熱敏電阻型非致冷紅外焦平面陣列中，簡單實用且可移植性強

3、。
　　2）本文第二部分從比較兩種不同的非致冷紅外焦平面陣列選通方案出發(fā)，得到了不同選通方案的時序控制波形。并根據選通時序控制波形，提出了一種新型非致冷紅外焦平面陣列讀出時序控制電路。該時序控制電路一方面可以有效減少所需讀出電路通道的數量，另一方面由于其控制信號簡單，使得最后電路芯片的引腳數目大大減少，芯片封裝更簡單方便。并且該時序控制電路同樣適用于任何規(guī)模陣列的硅襯底非致冷紅外焦平面。
　　3）最后，本文從確定積分和采樣保