[發明專利]一種紅外焦平面讀出電路的模數轉換電路

有效

• 申請號: 201310112499.0
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN103166642A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 呂堅;庹濤;闕隆成;吳張玉;杜一穎
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 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的讀讀出電路，尤其是涉及一種紅外焦平面讀出電路的模數轉換電路。

背景技術

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。

但是紅外焦平面陣列探測器在工作溫度較高時，其本身固有的熱激發過程會快速增加，從而使得暗電流和噪聲迅速上升，會極大地降低紅外焦平面陣列探測器的性能，所以需要制冷設備使其工作在低溫環境下。但是由于制冷設備的存在，使得探測系統在體積、重量、功耗和成本方面都大量增加，從而增加了它應用的困難性。

隨著技術的不斷發展，人們提出了非制冷紅外焦平面陣列探測器。非制冷紅外焦平面陣列探測器可在常溫下工作，無需制冷設備，并具有質量輕、體積小、壽命長、成本低、功耗小、啟動快及穩定性好等優點，滿足了民用紅外系統和部分軍事紅外系統對長波紅外探測器的迫切需要。因而使這項技術得到了快速的發展和廣泛的應用。

為了便于后端電路對紅外焦平面陣列探測器的輸出信號進行存取及處理，通常非制冷紅外焦平面陣列探測器讀出電路在輸出時會將模擬輸出信號轉換為數字輸出信號。

傳統的模數轉換電路在對模擬數據進行轉換時，將比較器的比較結果與時鐘信號進行與運算，最終通過對與運算中得到的時鐘脈沖計數達到轉換效果，這一過程中在將比較器的比較結果和時鐘信號進行與運算時容易引入誤差，丟失數據，如果脈沖信號強度較弱則會引入計數誤差，降低整個模數轉換電路的精度。同時，傳統模數轉換電路的性能容易受到斜波發生器的影響，轉換時間長，轉換速率低，對斜波信號斜率的線性度和精度有很高要求。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種能夠避免模數轉換電路性能受到斜波發生器的影響的紅外焦平面陣列讀出電路的模數轉換電路。

本發明的目的之一是提供一種對斜波的斜率的線性度和精度的依賴小的紅外焦平面陣列讀出電路的模數轉換電路。

本發明實施例公開的技術方案包括：

一種紅外焦平面讀出電路的模數轉換電路，其特征在于，包括：斜波產生電路、第一比較器、計數器、延時單元和信號鎖存讀取電路，其中：所述斜波產生電路的輸入端連接到所述模數轉換電路的復位端，所述斜波產生電路的輸出端連接到所述第一比較器的第一輸入端；所述第一比較器的第二輸入端連接到所述紅外焦平面讀出電路的模擬輸出端；所述延時單元的輸入端連接到所述復位端；所述計數器包括使能端、起始端和數字信號輸出端，所述第一比較器的輸出端連接到所述使能端，所述延時單元的輸出端連接到所述起始端；所述信號鎖存讀取電路包括數字信號輸入端、列選通控制信號輸入端和數字信號輸出端，所述信號鎖存讀取電路的數字信號輸入端連接到所述計數器的數字信號輸出端，所述列選通控制信號輸入端連接到所述紅外焦平面讀出電路的列選通控制端；當所述列選通控制信號輸入端接收到的列選通控制信號為選通狀態時，所述信號鎖存讀取電路將鎖存的數字信號輸出到所述信號鎖存讀取電路的數字信號輸出端。

進一步地，所述斜波產生電路包括電流源陣列、電容、第一開關、第二開關和第三開關，其中：所述電流源陣列包括第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸出端通過所述第一開關接地，所述第二輸出端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；所述電容的所述第一端還連接到所述斜波產生電路的輸出端，并通過所述第三開關接地；所述第二開關與所述第一開關和所述第二開關是互補的開關。

進一步地，其中所述電流源陣列中包括至少2個電流源，每個電流源一端連接到系統電源，另一端通過選擇開關連接到所述第一輸出端和所述第二輸出端。

進一步地，其中所述電流源陣列中包括至少2個電流源，所述至少2個電流源中的一個電流源一端連接到系統電源，另一端直接連接到所述第一輸出端和所述第二輸出端；所述至少2個電流源中的其它的電流源中的每個電流源一端連接到系統電源，另一端通過選擇開關連接到所述第一輸出端和所述第二輸出端。

進一步地，所述計數器為格雷碼計數器。