红外焦平面阵列是红外成像系统的第二代探测器，它使红外技术在红外搜索与跟踪、红外前视、导弹制导等军事领域和工业自控、医疗诊断、环境监测、红外天文学等民用和科研领域中得到广泛应用。红外焦平面阵列的性能决定了红外成像的质量，因此研制一套测试系统定量评价其各项性能指标是非常必要的。随着红外探测技术与超大规模集成电路的发展，新型红外焦平面阵列的信号输出范围已达80dB，像元输出速率达6.6MHz，这就要求测试系统的要有16-bit的分辨率、6.6MHz的采样率，目前市面上还没有这样高性能的测试系统。 论文研究了红外焦平面阵列性能参数的测试方法，建立了一套基于VXI总线的测试系统。系统由Agilent公司的VXI机箱和零槽控制器及自行研制的数据采集卡和时钟发生器组成，并由计算机通过IEEE-1394总线控制。VPP联盟(VXIplug&play)制定的虚拟仪器软件体系结构(VISA)方便了VXI总线系统的软件开发，系统的应用软件和仪器驱动程序建立在AgilentVISAI/O库之上。 数据采集卡是测试系统的核心模块，决定着系统性能。为了满足高性能红外探测器的测试要求，ADC选用了ADI公司的AD9826，其采样分辨率为16-bit，单通道最高采样率可达12.5MHz。设计中选择了高性能的运放，采用了地平面分隔、数模隔离、低通滤波等技术，以及使用单独的高精度电源供电来降低模拟电路的噪声。整个数据采集卡由前端模拟电路、ADC、时钟模块、FPGA、存储模块、VXI接口、电源模块等几部分组成。卡上存储量达64MB，足够连续采集100帧640x512的图像信号。采集卡利用FPGA实现了像元判选逻辑，具有感兴区功能，支持超大面阵列的测试。VXI接口逻辑由寄存器基接口芯片IT90l0实现。 测试结果表明，系统的VXI总线的数据传输率能达到4.48MB/s，最高采样率可达8.33MHz，且系统线性度良好。在6.25MHz采样率下，系统的有效分辨率(EffectiveResolution)为13.6-bit，SNR为66.14dB，基本满足了红外焦平面阵列对测试系统的高精度要求。系统还对4NCMOS288x4和320x240两款红外焦平面阵列进行了测试，测出了红外焦平面的像元响应率、探测率、盲元率等性能参数，测试结果准确有效，系统的实用性得到检验。 测试系统定量评价红外焦平面的性能，对于改进焦平面的设计、保证焦平面的质量均有重要意义。16-bit测试系统的研制成功，对高精度红外成像系统的开发也有极大的参考价值。 论文详细介绍了作者在系统研制中的工作。第一章介绍了论文的工作背景和工作内容；第二章介绍了红外焦平面阵列性能参数测试方法和测试系统的结构；第三章介绍了VXI总线系统、VXI总线器件的设计和虚拟仪器技术在VXI总线系统中的应用；第四章和第五章分别介绍了数据采集卡的硬件和软件设计；第六章介绍了系统性能测试结果以及两款红外焦平面的测试实例，并提出了系统改进方案。