[發明專利]一種低噪聲非晶硅非制冷紅外探測器通用偏壓裝置

無效

• 申請號: 201310239926.1
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103308179A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 王建超;毛貴超
• 申請（專利權）人: 中國航天科工集團第三研究院第八三五八研究所
• 主分類號: G01J5/02
• 分類號: G01J5/02
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅;包海燕

技術領域

本發明屬于非制冷紅外探測器驅動電路設計技術領域，具體涉及一種低噪聲非晶硅非制冷紅外探測器通用偏壓裝置。

背景技術

目前，非晶硅非制冷紅外探測器以其低成本，無須制冷機易于實現小型化的優點在我國軍事領域已經得到了廣泛的應用。非晶硅非制冷型紅外探測器也存在靈敏度低，偏壓種類多，對驅動電路噪聲敏感等不足。在非晶硅非制冷紅外探測器機芯電路的設計中，尤其要重視偏壓電路的設計，其性能直接決定探測器輸出信號的質量，進而影響成像性能。

為了滿足非晶硅紅外探測器對偏壓的要求，常見的偏壓電路設計方法均通過電阻對參考源分壓再經過超低噪聲濾波放大設備跟隨得到探測器偏壓。該方法盡管能獲得較高的偏壓性能，但存在以下兩個重要不足：

(1)需要根據不同探測器選擇不同阻值的分壓電阻，有時甚至需要不斷更換電阻來滿足探測器對偏壓的苛刻要求，這給調試帶來了極大的不便。

(2)探測器偏壓固定，從而導致探測器動態響應范圍固定，不能動態改變探測器動態響應范圍。

綜上所述，非晶硅非制冷紅外探測器技術領域亟需提供一種通用性強、具有自適應能力的偏壓裝置。

發明內容

本發明需要解決的技術問題為：現有技術中的非晶硅非制冷紅外探測器偏壓電路通用性差、不具有自適應能力。

本發明的技術方案如下所述：

一種低噪聲非晶硅非制冷紅外探測器通用偏壓裝置，包括數字-模擬轉換設備、參考電壓源和超低噪聲濾波放大設備.參考電壓源為數字-模擬轉換設備提供高精度參考電壓，數字-模擬轉換設備輸出電壓經超低噪聲濾波放大設備輸出四路偏置電壓，所述四路偏置電壓分別輸入至非晶硅非制冷紅外探測器的GSK、VSK、GFID和VBUS接口。

作為優選方案，所述數字-模擬轉換設備采用在0.1—10Hz頻率范圍內的輸出噪聲峰峰值小于15μV的14位高精度四路輸出DA芯片；所述參考電壓源輸出電壓為2.5V；所述超低噪聲濾波放大設備中的運放在0.1—10Hz頻率范圍內噪聲峰值小于0.25μV；對輸出至GSK、VBUS、GFID、VSK的偏置電壓放大倍數依次為2、2、3、3。

本發明的有益效果為：

（1）本發明的一種低噪聲非晶硅非制冷紅外探測器通用偏壓裝置，在偏壓調試過程中，無需改變偏壓裝置硬件設備即可為不同偏壓要求的非晶硅非制冷型紅外探測器提供偏置電壓，通用性得到顯著提高；

（2）本發明的一種低噪聲非晶硅非制冷紅外探測器通用偏壓裝置，能夠依據應用環境溫度通過動態調整所供偏置電壓調整探測器的動態響應范圍，改善了探測器應用的自適應性。

附圖說明

圖1為現有非晶硅非制冷紅外探測元典型讀出電路；

圖2為本發明的一種低噪聲非晶硅非制冷紅外探測器通用偏壓裝置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的一種低噪聲非晶硅非制冷紅外探測器通用偏壓裝置進行詳細說明。

圖1所示為現有非晶硅非制冷紅外探測元典型讀出電路，像元探測的原理為活晶元吸收紅外輻射引起電阻變化，從而改變該支路電流的變化，該變化電流經電容積分得到輸出電壓。由圖1可知，GSK、VSK、GFID和VBUS四個接口處的偏壓性能將直接給電流積分輸出帶來影響，并且通過上述四個接口處的偏壓可以改變活晶元上的電流，從而改變電流積分電壓輸出的動態范圍，即實現了探測器探測范圍的動態改變。

本發明的一種低噪聲非晶硅非制冷紅外探測器通用偏壓裝置，包括數字-模擬轉換設備、參考電壓源和超低噪聲濾波放大設備。其中，參考電壓源為數字-模擬轉換設備提供高精度參考電壓，數字-模擬轉換設備輸出電壓經超低噪聲濾波放大設備輸出四路偏置電壓，所述四路偏置電壓分別輸入至非晶硅非制冷紅外探測器的GSK、VSK、GFID和VBUS接口。

實施例1

以法國ULIS公司的UL03262非晶硅非制冷紅外探測器的偏壓裝置設計為例進行說明，下表所示為該型探測器所需的偏壓要求，可知該探測器對精度、噪聲均提出要求。

本實施例中，所述數字-模擬轉換設備采用在0.1—10Hz頻率范圍內的輸出噪聲峰峰值小于15μV的14位高精度四路輸出DA芯片；所述參考電壓源輸出電壓為2.5V；所述超低噪聲濾波放大設備中的運放在0.1—10Hz頻率范圍內噪聲峰值小于0.25μV，對輸出至GSK、VBUS、GFID、VSK的偏置電壓放大倍數依次為2、2、3、3。