[實用新型]一種非制冷紅外焦平面輸出動態范圍自適應調節器

有效

• 申請號: 201420578384.0
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN204154391U
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 賀菁;王新賽;陳向軍;張煥芹
• 申請（專利權）人: 上海藍劍科技發展有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及非制冷紅外熱成像技術領域，具體涉及一種非制冷紅外焦平面輸出動態范圍自適應調節器。

背景技術：

紅外焦平面成像系統的動態范圍表征了紅外系統可探測紅外輻射大小的范圍，反映了系統的工作性能。寬動態范圍的系統可以獲得更多有關目標的信息，有利于對目標的分析和識別。特別是對于那些用來探測紅外輻射特性變化較大目標的紅外成像系統，擁有較寬的動態范圍顯得尤為重要。若能提高紅外焦平面成像系統的動態范圍，或使系統根據不同的情況自動地調整其動態范圍，對于紅外焦平面成像系統的發展和更廣泛的應用具有非常重要的意義。

現有的非制冷紅外成像系統的流程為：目標通過鏡頭聚焦到紅外焦平面、經過A/D轉換器后的數字輸出到成像分析模塊，如圖1所示。

目前提高紅外焦平面成像系統動態范圍的主要方法包括入射光強控制法和調整積分時間法。方法一采用較為笨重的濾光片輪，用驅動電機來控制濾光片輪的轉動；而方法二采用兩個積分器，要增加開關機構控制兩個積分器的切換。

這些改進方法存在結構復雜、調節精度低、實時性差的缺點，需要進一步改進。

實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種非制冷紅外焦平面輸出動態范圍自適應調節器，它的整個動態范圍自適應控制電路結構簡單，適合小型化、低功耗設計；控制靈活，系統可以實時地針對目標背景的變化進行自適應調節，不需要人工干預。

為了解決背景技術所存在的問題，本實用新型是采用以下技術方案：它包含非制冷紅外焦平面陣列、A/D轉換器、成像分析模組、精密數字電位器、超低噪聲穩壓電源，非制冷紅外焦平面陣列與A/D轉換器連接，A/D轉換器與成像分析模組連接，成像分析模組與精密數字電位器連接，精密數字電位器與非制冷紅外焦平面陣列連接，超低噪聲穩壓電源與精密數字電位器連接；所述的A/D轉換器采用高精度A/D轉換器。

所述的超低噪聲穩壓電源是由電容一-電容三C1-C3、電阻一-電阻五R1-R5、精密基準電源REF、誤差信號放大器U1、MOS驅動器U2、耗盡型P溝道MOS管Q組成，精密基準電源REF與電阻一R1串聯，電阻一R1的另一端分別與誤差信號放大器U1的反饋信號端、電容一C1的一端連接，誤差信號放大器U1的參考信號端分別與電容二C2的一端、電阻二R2的一端、電阻三R3的一端連接，電容二C2的另一端分別與耗盡型P溝道MOS管Q的D極、電阻二R2的另一端、電容三C3的一端、電阻五R5的一端連接，且電容三C3與電阻五R5之間為與精密數字電位器連接的電源輸出端，電容三C3的另一端與電阻四R4串聯，誤差信號放大器U1的輸出端與MOS驅動器U2的輸入端連接，MOS驅動器U2的輸出端與耗盡型P溝道MOS管Q的G極連接，耗盡型P溝道MOS管Q的S極、MOS驅動器U2的VCC端、誤差信號放大器U1的VCC端均與電源輸入端連接，電容一C1的另一端、誤差信號放大器U1的接地端、MOS驅動器U2的接地端、電阻三R3的另一端、電阻四R4的另一端、電阻五R5的另一端均接地。

所述的精密數字電位器的VCC端與超低噪聲穩壓電源的電源輸出端連接，精密數字電位器的VH、VW、VL端均與非制冷紅外焦平面陣列連接，精密數字電位器的端接地，精密數字電位器的端均與成像分析模組連接。

本實用新型的原理為：在現有的非制冷紅外焦平面成像電路中增加超低噪聲穩壓電源和數字電位器兩個芯片，在普通的紅外焦平面的輸出信號經過后續成像處理部分進行分析、目標灰度提取、濾波預測得到的調整參數值輸入到高精度的數字電位器，轉換成需要的電壓值調控焦平面的V_EBASAGE。在得到目標灰度特征以后，計算出目標灰度在焦平面輸出信號中的分布，采用超低噪聲運放結合高精度數字電位器實現焦平面偏置電壓的調節，從硬件上實現了目標實時成像動態范圍場景自適應調整技術。

所述的精密數字電位器具有信噪比高、分壓精度高、軟件可編程的功效。

所述的超低噪聲穩壓電源具有穩定電壓、多功能綜合保護、尖脈沖抑制、隔離傳導性EMI電磁干擾等功效。

本實用新型的整個動態范圍自適應調節電路結構簡單，只需要在普通的非制冷紅外焦平面成像電路中增加兩個芯片即可滿足要求，可以實時地針對目標背景的變化進行調節，不需要人工干預。能有效改善焦平面輸出信號的分辨能力，提高后續圖像生成的解晰度。

附圖說明：

圖1為背景技術中現有的非制冷紅外成像系統的結構原理圖，

圖2為本實用新型的結構原理圖，