640×512制冷型焦平面阵列驱动电路研究

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世间一切超过绝对零度的物体均无时无刻不在辐射红外线,红外热成像技术是能够探测到红外线,并利用温度差别来实现对目标的探测与成像的高科技技术。其具有能全天候工作、无辐射、非接触、抗干扰能力强等诸多优点,自问世以来就受到各国军事和民用部门的强烈关注,是保障国家安全和关系国计民生的重要技术手段。但由于我国红外热成像技术研究起步较晚,电子学成像理论相对落后,红外成像性能与西方发达国家相比仍有一定差距,西方国家对我国技术封锁,研制我国具有独立知识产权的热像仪打破国外封锁,提高红外成像水平,对推动科技发展意义重大,因此,开展国产制冷型红外热像仪整机系统研究迫在眉睫。驱动电路是国产凝视型中波热像仪整机的重要组成部分,该电路的噪声问题会对红外热成像系统成像质量起决定性作用,前端驱动电路带来的噪声会干扰探测器采集到的信号,影响红外图像的质量。本文通过分析制冷型探测器工作原理和读出电路工作方式,为驱动电路设计提供理论基础。从电源完整性的角度出发,分析电源芯片工作原理及其噪声来源,根据电源系统阻抗分配设计滤波电路,研究低噪声偏置电压电路技术;针对模拟信号处于特定频率段的特点,通过有源带通滤波器电路隔离抑制模拟视频信号中的高低频噪声,设计出高信噪比的模拟信号放大调理电路;数模混合电路中模拟信号易受到数字信号的干扰,基于信号完整性分析考虑设计来设计出高信噪比的模数转换电路;通过搭建FPGA系统为探测器提供所需的时序驱动信号。
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