基于片上系统设计的红外头盔成像电路

1

作者 曾祥鸿 师汉民 +3 位作者 姜宏滨 朱英富 张国良 潘德彬 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期577-579,共3页

介绍了320×240非制冷红外头盔成像单元的基本原理,以及基于片上系统设计非制冷红外头盔热成像电路单元的方法,给出了现场可编程阵列功能组成框图。在分析成像电路结构的基础上,重点介绍了A/D转换、非均匀性校正及显示控制等关键技... 介绍了320×240非制冷红外头盔成像单元的基本原理,以及基于片上系统设计非制冷红外头盔热成像电路单元的方法,给出了现场可编程阵列功能组成框图。在分析成像电路结构的基础上,重点介绍了A/D转换、非均匀性校正及显示控制等关键技术,对主要驱动信号进行了仿真,结果表明:采用单片高性能的现场可编程器件,基于片上系统方法设计非制冷红外头盔成像电路是可行的。 展开更多

关键词 片上系统 非制冷红外头盔成像电路 现场可编程门阵列

在线阅读 下载PDF 职称材料

低噪声非制冷红外焦平面阵列驱动电路的设计 被引量：15

2

作者 张沛 祝红彬 +1 位作者 吕坚 蒋亚东 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期806-810,共5页

针对非制冷红外焦平面驱动电路在噪声和可靠性方面的高要求,分析了降低直流偏置电压噪声以降低红外焦平面阵列噪声的可行性,提出了一种新型低噪声的非制冷红外焦平面驱动电路。该驱动电路采用ADI公司的AD8606系列高精度低噪声运算放大... 针对非制冷红外焦平面驱动电路在噪声和可靠性方面的高要求,分析了降低直流偏置电压噪声以降低红外焦平面阵列噪声的可行性,提出了一种新型低噪声的非制冷红外焦平面驱动电路。该驱动电路采用ADI公司的AD8606系列高精度低噪声运算放大器构成一个直流缓冲器,其具有强大的直流驱动能力和低噪声性能,实现了直流偏置电路。采用Altera公司的CycloneⅡ系列可编程逻辑器件,设计红外焦平面的时序驱动电路。测试结果表明:焦平面探测器均方根噪声降低至397.83μV,为后续非制冷红外热像仪的研制奠定了基础。 展开更多

关键词 低噪声 非制冷红外焦平面阵列 驱动电路 可编程逻辑器件

在线阅读 下载PDF 职称材料

384×288非制冷红外焦平面阵列驱动电路的设计 被引量：3

3

作者 谭钦红 任其干 +1 位作者 吴传玺 万志卫 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期315-319,324,共6页

在分析了法国ULIS公司的384×288元的长波红外非制冷微测辐射热计UL03191结构、性能及工作参数的基础上,针对该探测器数字与模拟两种输出模式设计了基于CPLD驱动电路。通过使用所设计电路采集黑体辐射的光信号转换成12位灰度图像来... 在分析了法国ULIS公司的384×288元的长波红外非制冷微测辐射热计UL03191结构、性能及工作参数的基础上,针对该探测器数字与模拟两种输出模式设计了基于CPLD驱动电路。通过使用所设计电路采集黑体辐射的光信号转换成12位灰度图像来测试电路工作性能、成像质量和噪声特点,比较两种模式的测试结果,得出采用数字输出模式设计的电路具有体积小、功耗低及成像噪声小等特点。同时,设计了基于ADN8830单芯片热电制冷器控制器的温度控制系统,该系统设置电压由CPLD控制,可实现焦平面阵列根据环境温度变化采用不同工作温度点工作,从而较好的改善探测器工作性能和成像质量,降低探测器功耗。 展开更多

关键词 非制冷红外焦平面阵列 驱动电路 热电制冷器 偏置电压

在线阅读 下载PDF 职称材料

320×240非制冷红外焦平面阵列驱动电路的设计 被引量：5

4

作者 曾祥鸿 刘慧 《现代电子技术》 2005年第20期40-41,46,共3页

在介绍了320×240非制冷红外焦平面阵列工作原理的基础上,详细分析了非制冷红外焦平面阵列驱动电路的组成原理、设计方法,重点是偏置电压电路、脉冲电压与控制信号驱动电路、焦平面工作温度检测及控制电路的设计等关键技术。提出了... 在介绍了320×240非制冷红外焦平面阵列工作原理的基础上,详细分析了非制冷红外焦平面阵列驱动电路的组成原理、设计方法,重点是偏置电压电路、脉冲电压与控制信号驱动电路、焦平面工作温度检测及控制电路的设计等关键技术。提出了一种自适应工作点的驱动电路设计方法,并对主要驱动信号进行了仿真,给出了主要原理框图。试验结果表明:该电路达到了理想的效果,适用于宽的工作温度,具有体积小、实用性好、可靠性高等特点。 展开更多

关键词 非制冷红外焦平面阵列 驱动电路 CPLD 偏置电压电路

在线阅读 下载PDF 职称材料

二极管非制冷红外探测器及其读出电路设计 被引量：4

5

作者 祖秋艳 王玮冰 +2 位作者 黄卓磊 何鑫 陈大鹏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1680-1684,共5页

针对非制冷红外技术的低成本高性能应用,提出了基于SOI的二极管红外探测器及其读出电路的集成设计方案。阐述了二极管非制冷红外探测器的基本原理和工艺实现。对探测器的电学特性进行理论推导,得出读出电路的设计指标。采用连续时间自... 针对非制冷红外技术的低成本高性能应用,提出了基于SOI的二极管红外探测器及其读出电路的集成设计方案。阐述了二极管非制冷红外探测器的基本原理和工艺实现。对探测器的电学特性进行理论推导,得出读出电路的设计指标。采用连续时间自稳零电路结构实现探测器输出信号的低噪声低失调放大,采用级联滤波器以减弱开关非理想因素的影响,并采用片内电容采样保持,使得I/O引脚数较少,从而减小版图面积。采用spectre工具进行仿真,在CSMC 0.5μm 2P3M CMOS工艺下实现。结果表明:读出电路性能良好,闭环增益为65.8 dB,等效输入噪声谱密度为450 nV/Hz,等效输入失调电压100μV以内,功耗为5 mW,能实现探测器信号的准确读出。 展开更多

关键词 二极管非制冷红外探测器 自稳零技术 低噪声 低失调 读出电路

在线阅读 下载PDF 职称材料

非制冷微悬臂梁式红外焦平面探测器读出电路设计 被引量：1

6

作者 曹君敏 陈中建 +3 位作者 鲁文高 张雅聪 雷科 赵宝瑛 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期97-101,共5页

针对非制冷微悬臂梁电容式红外探测器,设计了一款焦平面读出电路.根据电路噪声建模与分析,对电路进行了优化设计以抑制噪声.采用0.35μm的CMOS工艺设计,制造了16×16读出电路原型.测试结果表明,5V电源电压、50Hz帧频下电路总功耗为1... 针对非制冷微悬臂梁电容式红外探测器,设计了一款焦平面读出电路.根据电路噪声建模与分析,对电路进行了优化设计以抑制噪声.采用0.35μm的CMOS工艺设计,制造了16×16读出电路原型.测试结果表明,5V电源电压、50Hz帧频下电路总功耗为16.5mW,典型工作模式下线性度为99.2%,通道一致性大于97%,等效输入噪声电荷小于150e. 展开更多

关键词 非制冷 红外焦平面阵列 微悬臂梁 读出电路

在线阅读 下载PDF 职称材料

新型无TEC的非制冷IRFPA读出电路研究 被引量：4

7

作者 陈西曲 李祥辉 +1 位作者 易新建 王双保 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期551-554,共4页

为了降低非制冷红外焦平面阵列的功耗,研究了去除热电制冷器(TEC)等温度稳定装置的读出电路。通过对微测辐射热计的电阻温度特性的分析,设计了一种新型无需温度稳定装置的读出电路,该电路的Flash存储器存储不同温度下的校正系数,温度传... 为了降低非制冷红外焦平面阵列的功耗,研究了去除热电制冷器(TEC)等温度稳定装置的读出电路。通过对微测辐射热计的电阻温度特性的分析,设计了一种新型无需温度稳定装置的读出电路,该电路的Flash存储器存储不同温度下的校正系数,温度传感器实时检测探测器的环境温度,从Flash中取出相应的温度校正系数送入数模转换器(DAC),通过DAC的电压输出来控制探测器偏流以进行环境温度补偿。HSPICE模拟结果表明,电路输出与探测器工作的环境温度无关,系统的总功耗下降了80%,同时电路噪声保持在一个较低的水平。 展开更多

关键词 读出电路 非均匀性校正 微测辐射热计 非制冷红外焦平面阵列 模拟 数模转换器

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于电容读出的非制冷红外探测器 被引量：1

8

作者 刘海涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期767-770,共4页

介绍了一种基于标准硅工艺的电容读出式微悬臂梁非制冷红外探测器的设计、制作以及集成读出电路的设计。该探测器用于探测室温下物体的红外辐射,其响应波长为8～12μm。由于氮化硅和铝的热膨胀系数相差很大,用这两种材料的薄膜做成的双... 介绍了一种基于标准硅工艺的电容读出式微悬臂梁非制冷红外探测器的设计、制作以及集成读出电路的设计。该探测器用于探测室温下物体的红外辐射,其响应波长为8～12μm。由于氮化硅和铝的热膨胀系数相差很大,用这两种材料的薄膜做成的双材料微悬臂梁在红外辐射下会发生弯曲,微悬臂梁和衬底形成一个可变电容,通过检测电容的变化来反映微悬臂梁的弯曲,从而可以探测红外辐射的情况。采用和探测器集成的CMOS读出电路对探测器信号进行读取,微悬臂梁的电容灵敏度可达2.5 fF/K,温度分辨率为0.1 K。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 微悬臂梁 读出电路 微电容

在线阅读 下载PDF 职称材料

320×240红外焦平面阵列驱动电路的小型化设计研究 被引量：15

9

作者 李颖文 易新建 +1 位作者 何兆湘 罗艳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期230-234,共5页

文中提出了 32 0× 2 4 0红外非制冷焦平面驱动电路及焦平面阵列模拟输出信号的数字化设计方法。采用Xilinx公司的XC950 0系列综合可编程逻辑器件设计时序电路 ,以实现电路的小型化。采用VHDL语言进行设计 ,便于在试制过程中对电路... 文中提出了 32 0× 2 4 0红外非制冷焦平面驱动电路及焦平面阵列模拟输出信号的数字化设计方法。采用Xilinx公司的XC950 0系列综合可编程逻辑器件设计时序电路 ,以实现电路的小型化。采用VHDL语言进行设计 ,便于在试制过程中对电路的逻辑进行修改。采用TI公司的A/D转换器THS140 8对焦平面输出的 5.5M模拟信号进行模数转换 ,降低了后续传输过程中的干扰。为 32 0× 2 4 0凝视型非制冷红外热像仪的研制打下了基础。 展开更多

关键词 微测辐射热计 非制冷 红外焦平面阵列 驱动电路

在线阅读 下载PDF 职称材料

非制冷红外焦平面探测器及其技术发展动态 被引量：36

10

作者 冯涛 金伟其 司俊杰 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第3期177-184,共8页

非制冷红外焦平面探测器是热成像系统的核心部件。介绍了非制冷红外焦平面探测器的工作原理及微测辐射热计、读出电路、真空封装三大技术模块,分析了影响其性能的关键参数。与微测辐射热计设计相关的重要参数包括低的热导、高的红外吸... 非制冷红外焦平面探测器是热成像系统的核心部件。介绍了非制冷红外焦平面探测器的工作原理及微测辐射热计、读出电路、真空封装三大技术模块,分析了影响其性能的关键参数。与微测辐射热计设计相关的重要参数包括低的热导、高的红外吸收率、合适的热敏材料等;读出电路的传统功能是实现信号的转换读出,近年来也逐渐加入了信号补偿的功能;真空封装技术包括了金属管壳封装、陶瓷管壳封装、晶圆级封装和像元级封装。列举了国内外主要厂商的非制冷红外焦平面探测器的技术指标及近年来的最新技术进展,总结了非制冷红外焦平面探测器的技术发展趋势。 展开更多

关键词 非制冷红外 焦平面探测器 微测辐射热计 读出电路 真空封装

在线阅读 下载PDF 职称材料

抑制背景电流的红外焦平面单元读出电路 被引量：2

11

作者 潘银松 宋晓亮 +1 位作者 何晓龙 麻银金 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期315-319,共5页

随着非制冷红外焦平面阵列技术的发展,红外读出电路的设计变得越来越重要。设计了一种带有背景电流抑制功能的红外焦平面单元读出电路,该读出电路在改进后的第一代开关电流电路的基础上实现背景电流抑制功能。详细阐述了该系统电路的整... 随着非制冷红外焦平面阵列技术的发展,红外读出电路的设计变得越来越重要。设计了一种带有背景电流抑制功能的红外焦平面单元读出电路,该读出电路在改进后的第一代开关电流电路的基础上实现背景电流抑制功能。详细阐述了该系统电路的整体架构和工作原理,并用Spectre仿真软件实现了电路的仿真。结果表明该方案可以抑制背景电流,实现红外读出功能。 展开更多

关键词 非制冷红外焦平面阵列 读出电路 背景电流 开关电流电路 相关双采样

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种300万像素全画幅非制冷红外探测器 被引量：2

12

作者 李煜 谭果 +5 位作者 史晔 李欣 刘国辉 郭健海 杨璇 丁毅飞 《红外技术》 CSCD 北大核心 2019年第11期991-997,共7页

研制出一种全画幅QXGA(Quad Extend Graphic Array)非制冷氧化钒红外焦平面探测器。探测器阵列规模达到2048×1536,像元尺寸为17μm×17μm,有效光敏面积约为35 mm×26 mm。读出电路面积达到41.34 mm×39.37 mm,采用8英... 研制出一种全画幅QXGA(Quad Extend Graphic Array)非制冷氧化钒红外焦平面探测器。探测器阵列规模达到2048×1536,像元尺寸为17μm×17μm,有效光敏面积约为35 mm×26 mm。读出电路面积达到41.34 mm×39.37 mm,采用8英寸0.18μm 1P6M一版多曝的缝合拼接曝光工艺设计及加工,电路奇偶行同时积分、读出,有效提高像元积分时间。探测像元采用成熟的17μm氧化钒微桥结构,超大面积MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)结构采用"多版一曝"、"一版多曝"的组合拼接曝光设计及加工技术。探测器采用高可靠性的标准金属真空封装。测试结果表明,器件的噪声等效温差(NETD)小于45 m K,热响应时间小于7 ms,响应率非均匀性小于8%,器件帧频大于60 Hz。 展开更多

关键词 非制冷 红外焦平面 氧化钒 全画幅 读出电路

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种640×480红外焦平面器件采集电路的设计 被引量：1

13

作者 辛勇明 蒋亚东 +1 位作者 罗山焱 刘子骥 《红外技术》 CSCD 北大核心 2012年第1期4-9,共6页

提出了640×480非制冷红外探测器UL04171驱动电路和焦平面器件模拟输出信号数字化的设计方法。针对UL04171探测器的工作条件,提出了偏置电压方案及满足该焦平面的双通道输出模拟信号数字化的AD模块设计。

关键词 非制冷红外焦平面 采集电路 偏置电压 双通道模拟输出

在线阅读 下载PDF 职称材料

高性能17μm非制冷氧化钒红外焦平面探测器的研制 被引量：8

14

作者 李煜 方辉 +6 位作者 谭果 李军利 郭健海 史晔 何熙 冯涛 张海军 《红外技术》 CSCD 北大核心 2017年第9期785-793,797,共10页

研制出一款640×512高性能17μm非制冷氧化钒红外焦平面探测器。读出电路输入级采用镜像电路获得盲像元(Rd)和感光像元(Rs)电流差的积分电流(Iint),并能够有效抑制输入偏压噪声;同时采用逐行积分、逐列读出模式。氧化钒采用单层微... 研制出一款640×512高性能17μm非制冷氧化钒红外焦平面探测器。读出电路输入级采用镜像电路获得盲像元(Rd)和感光像元(Rs)电流差的积分电流(Iint),并能够有效抑制输入偏压噪声;同时采用逐行积分、逐列读出模式。氧化钒采用单层微桥工艺;像元桥臂间距缩至0.8mm,以尽可能增大桥面及VO_x面积,有效提高像元响应率。器件采用高可靠性的金属真空封装。测试结果表明,器件的噪声等效温差(NETD)小于45 m K,响应率大于15 m V/K,热响应时间小于10 ms。 展开更多

关键词 非制冷 红外焦平面 氧化钒 读出电路

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种程控实现分辨率可调的IRFPA读出电路

15

作者 刘章发 王冬霞 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期100-105,共6页

为了解决传统的非制冷红外焦平面(IRFPA)读出电路(ROIC)分辨率单一的问题,设计了读出电路的数字控制时序电路,基于可综合Verilog HDL(Hardware Description Language,硬件描述语言)设计了控制积分器复位、采样/保持器状态转换和行列选... 为了解决传统的非制冷红外焦平面(IRFPA)读出电路(ROIC)分辨率单一的问题,设计了读出电路的数字控制时序电路,基于可综合Verilog HDL(Hardware Description Language,硬件描述语言)设计了控制积分器复位、采样/保持器状态转换和行列选通的时序电路,通过窗口选择实现256×256到128×128分辨率的转换.采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,进行DC综合和布局布线等,最终生成版图.并在Modelsim下进行了前仿与后仿,仿真结果表明:整个设计能够实现预期的分辨率可调功能,达到IRFPA多窗口读出的要求和细节捕捉的目的. 展开更多

关键词 读出电路 非制冷红外焦平面阵列 时序控制 分辨率可调 VERILOG HDL

在线阅读 下载PDF 职称材料

碲镉汞e-APD焦平面数字化读出电路设计 被引量：5

16

作者 陈国强 张君玲 +3 位作者 王攀 周杰 高磊 丁瑞军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期2798-2804,共7页

HgCdTe e-APD工作于线性模式,通过内雪崩倍增效应将一个微弱的信号放大多个数量级。介绍了一个具有列共用ADC制冷型(77K)数字化混成式HgCdTe e-APD FPA读出电路,可以应用于门控3D-LARDAR成像,有主被动双模式成像功能。Sigma-delta转换... HgCdTe e-APD工作于线性模式,通过内雪崩倍增效应将一个微弱的信号放大多个数量级。介绍了一个具有列共用ADC制冷型(77K)数字化混成式HgCdTe e-APD FPA读出电路,可以应用于门控3D-LARDAR成像,有主被动双模式成像功能。Sigma-delta转换器比较适合于中规模128×128焦平面列共用ADC。调制器采用2-1 MASH单比特结构,开关电容电路实现,数字抽取滤波器采用CIC级联梳状滤波器。采用GLOBALFOUNDRIES 0.35μm CMOS工艺,中心距100μm。设计了量化噪声抵消逻辑消除第一级调制器量化噪声,采用数字电路实现。CIC抽取滤波器的每一级寄存器长度以方差为指标截尾,以降低硬件消耗。并且数字抽取滤波器工作电压降低到1.5V,可以进一步降低功耗。仿真显示sigma-delta转换器精度大于13bit,功耗小于2.4mW,转换速率7.7k Samples/s。 展开更多

关键词 碲镉汞e—APD 读出电路 主被动双模式成像 SIGMA-DELTA ADC 制冷型红外焦平面

在线阅读 下载PDF 职称材料