[發明專利]一種基于交流耦合的TDI紅外探測器信號處理系統

有效

• 申請號: 201210329895.4
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102865927A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 王華;李濤;魏志勇;雷寧;王旭;張文昱;黃偉
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/02;G01J5/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種基于交流耦合的TDI紅外探測器信號處理系統，其特征在于包括：TDI紅外探測器、高通濾波電路、信號調理電路、模數轉換電路和數據處理電路；

TDI紅外探測器將輸出的單端模擬信號送入高通濾波電路，高通濾波電路將TDI紅外探測器輸出信號的直流成分濾除，得到交流信號之后送入信號調理電路，信號調理電路對交流信號先進行阻抗變換，再對阻抗變換之后的信號進行單端轉分的調理，輸出差分模擬信號給模數轉換電路，模數轉換電路將差分模擬信號轉換為數字信號并送至數據處理電路，數據處理電路以TDI紅外探測器每行輸出的復位參考信號對應的量化數據為基準，確定交流耦合后有效信號與該基準的相對差值，對TDI紅外探測器輸出的有效信號進行數字直流恢復。

2.根據權利要求1所述的一種基于交流耦合的TDI紅外探測器信號處理系統，其特征在于：所述的高通濾波電路由隔直電容C1和電阻R1組成，隔直電容C1的兩端分別接至TDI紅外探測器的信號輸出端和信號調理電路的輸入端V_I，電阻R1的兩端分別接至信號調理電路的輸入端V_I和電路地，

電容C1的容值和電阻R1的阻值應滿足高通濾波電路的低頻截至頻率遠小于行頻率，即同時還應保證一行內信號的最大跌落滿足系統量化位的要求，即其中，T為TDI紅外探測器的行周期，N為所述TDI紅外探測器信號處理系統的量化位數。

3.根據權利要求1所述的一種基于交流耦合的TDI紅外探測器信號處理系統，其特征在于：所述的信號調理電路包括阻抗變換電路和單端轉差分電路兩部分；

阻抗變換電路是由運算放大器231構成電壓跟隨電路，運算放大器231的同相輸入端即為信號調理電路的輸入端V_I，運算放大器231的反相輸入端與其輸出端V_RO相連；單端轉差分電路包括全差分運算放大器232、電阻R3、R4、R5、R6、R7和R8，電阻R3的一端連接阻抗變換電路的輸出端V_RO，另一端接至全差分運算放大器232的同相輸入端，電阻R4的一端接至電路地，另一端接至全差分運算放大器232的反相輸入端，電阻R5的連接在全差分運算放大器232的同相輸入端和反相輸出端之間，電阻R6的兩端連接在全差分運算放大器232的反相輸入端和同相輸出端之間，全差分運算放大器232的反相輸出端通過電阻R7輸出給模數轉換電路，全差分運算放大器232的同相輸出端通過電阻R8輸出到模數轉換電路。

4.根據權利要求3所述的一種基于交流耦合的TDI紅外探測器信號處理系統，其特征在于：單端轉差分電路中電阻電阻R3、R4、R5、R6、R7和R8的阻值滿足下列條件：

1)R3＝R4、R5＝R6、R7＝R8；

2)電路增益為

3)R7和R8取值均≤50Ω。

5.根據權利要求1所述的一種基于交流耦合的TDI紅外探測器信號處理系統，其特征在于：所述的模數轉換電路包括差分模數轉換器，差分模數轉換器的共模參考輸出端與單端轉差分電路中的全差分運算放大器232的共模輸入端相連，以使單端轉差分電路輸出的差分信號的共模電壓與模數轉換器的共模電壓相匹配，全差分運算放大器232的反相輸出端和差分模數轉換器的反相輸入端連接，全差分運算放大器232的同相輸出端和差分模數轉換器的同相輸入端連接在一起。

6.根據權利要求1所述的一種基于交流耦合的TDI紅外探測器信號處理系統，其特征在于：所述對TDI紅外探測器輸出的有效信號進行數字直流恢復是通過如下公式進行：

Di=(Xi-Xgrey)+2N(Vgrey-Vmin)Vmax-Vmin-1]]>X_i＞X_grey時

Di=(Xgrey-Xi)+2N(Vgrey-Vmin)Vmax-Vmin-1]]>X_i≤X_grey時，

其中，D_i為進行數字直流恢復后的數據，V_grey為TDI紅外探測器輸出復位信號電壓值，V_min和V_max為有效信號電壓最小值與最大值，濾除直流成分之后的的復位信號經模數轉換后的量化數據為X_grey，濾除直流成分之后的有效信號經模數轉換后的量化數據為X_i，N為所述TDI紅外探測器信號處理系統的量化位數。