[發明專利]一種紅外焦平面陣列探測器讀出電路的斜波發生器

有效

• 申請號: 201310102969.5
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN103207018A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 闕隆成;呂堅;杜一穎;周云
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01J5/02
• 分類號: G01J5/02;H03K4/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本發明涉及紅外焦平面陣列探測器的讀出電路，尤其涉及一種紅外焦平面陣列探測器讀出電路的斜波發生器。

背景技術

根據普朗克輻射定理，任何溫度高于絕對零度的物體，其內部都會發生分子熱運動，從而產生波長不等的紅外輻射。紅外輻射具有強度和波長直接與物體表面溫度有關的重要特征，提供了物體的豐富的信息。但是紅外輻射是一種不可見的電磁波，利用紅外輻射來獲取物體的信息的時候，需要將這種紅外輻射轉換為可測量的信號。

紅外焦平面陣列探測器就是將紅外輻射轉換成可測量的信號的裝置。紅外焦平面陣列探測器通過光電轉換、電信號處理等手段將目標物體的溫度分布轉換成視頻圖像，其具有抗干擾能力強、隱蔽性能好、跟蹤和制導精度高等優點，在軍事和民用領域獲得了廣泛的應用。

但是輻出度隨溫度升高而迅速增大而峰值輻射波長向短波方向移動，且任何波長的光譜輻出度都隨溫度的升高而增加。然而，輻出度都隨溫度升高而增加并非是線性的。

紅外焦平面陣列探測器在工作時，由于紅外輻射的非線性，目標溫度變化對敏感單元溫度的影響是非線性的，經過線性Single-Slope?ADC的轉換后數字輸出與探測目標溫度呈非線性，且低溫時變化緩慢，高溫時變化迅速，因此低溫物體檢測細節不清晰，而高溫物體可能過響應。此外，由于低溫時響應較低，較低的模擬電壓在實際中幾乎不會出現，因此較低的數字碼成為“死碼”，致使數字碼的有效利用率降低。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種可以實現分段斜率調節、并且能夠避免因為低溫模擬相應低造成的數字碼利用率下降以及非線性紅外焦平面陣列探測器讀出電路的斜波發生器。

本發明實施例公開的技術方案包括：

提供了一種紅外焦平面陣列探測器讀出電路的斜波發生器，其特征在于，包括：開關控制模塊，所述開關控制模塊包括數據輸入端和n個輸出控制端；斜波發生電路，所述斜波發生電路包括n個控制端和數據輸出端，所述n個控制端與所述開關控制模塊的所述n個輸出控制端一一對應連接；電壓抬升電路，所述電壓抬升電路包括抬升輸入端和抬升輸出端，所述斜波發生電路的所述數據輸出端連接到所述抬升輸入端；其中n為大于或等于2的自然數。

進一步地，所述開關控制模塊包括m組控制單元，每組控制單元包括n個D觸發器和n個控制開關；在每組控制單元中，所述n個D觸發器的輸出端與所述n個控制開關一一對應連接，并通過所述n個控制開關一一對應連接到所述n個輸出控制端，并且每個D觸發器的輸入端連接到前一個觸發器的輸出端，?其中每組控制單元中的第1個D觸發器的輸入端連接到前一組控制單元中的第n個D觸發器的輸出端，第1組控制單元的第1個D觸發器的輸入端連接到所述數據輸入端；其中m為大于或者等于2的自然數。

進一步地，所述斜波發生電路包括n條充電電路、第一開關、第二開關和電容；所述n條充電電路中的每條充電電路包括晶體管和開關管，所述晶體管的源極連接到系統電源，所述晶體管的漏極連接到所述開關管的源極，所述開關管的漏極通過所述第一開關接地并且通過所述第二開關連接到所述電容的第一端，所述電容的第二端連接到系統電源；所述電容的第一端連接到所述斜波發生電路的所述數據輸出端；所述n條充電電路中的n個開關管的柵極與所述n個控制端一一對應連接；所述第一開關和所述第二開關是相互互補的開關。

進一步地，所述斜波發生電路還包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管和第三開關，所述電容的所述第一端通過所述第三開關連接到所述第一晶體管的漏極，所述第一晶體管的源極接地，所述第一晶體管的柵極連接到所述第二晶體管的柵極；所述第二晶體管的源極接地，所述第二晶體管的漏極連接到所述第三晶體管的漏極并且連接到所述第二晶體管的柵極；所述第三晶體管的源極連接到系統電源；所述第三開關和所述第二開關是相互互補的開關。

進一步地，所述電壓抬升電路包括第四晶體管、第五晶體管和數模轉換器；所述抬升輸入端連接到所述第四晶體管的柵極，所述第四晶體管的漏極接地，所述第四晶體管的源極連接到所述抬升輸出端，并且連接到所述第五晶體管的漏極；所述第五晶體管的柵極連接到所述數模轉換器，所述第五晶體管的源極連接到系統電源。

本發明的實施例中，開關控制模塊中的m組控制單元在m組互不交疊的時鐘分別控制下依次導通，輸出特定時刻所需的n?bit輸出控制信號，該輸出控制信號可控制該時刻斜波發生電路產生的信號的斜率，斜波發生電路的輸出并且通過電壓抬升電路抬升。因此可以實現分段斜率調節，使斜波發生器的輸出電流逼近擬合曲線，并且避免因為低溫模擬相應低造成的數字碼利用率下降以及非線性。