[發明專利]可增大積分擺幅的紅外焦平面接口電路

在審

• 申請號: 201510044892.X
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104568170A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 侯影;黃卓磊;王瑋冰
• 申請（專利權）人: 江蘇物聯網研究發展中心
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅;韓鳳

1.可增大積分擺幅的紅外焦平面接口電路，其特征是，包括依次連接的：跨導放大器單元、積分放大單元、緩沖隔離單元、采樣保持單元和緩沖輸出單元，還包括電平轉換單元、基準電流源單元和積分電容選擇單元；

所述電平轉換單元將數字控制電路生成的列選控制信號由5V電平轉換成9V電平，從而控制二極管型焦平面陣列探測器的高壓列選開關，每個高壓列選開關一端接9V直流電平，另一端接陣列中一路串聯的二極管；

所述基準電流源單元連接二極管型焦平面陣列，為其提供偏置電流，當列選開關導通時，9V直流電平使二極管型焦平面陣列正向導通，當探測器陣列接收紅外輻射時，二極管探測溫度發生變化，二極管的結電壓發生變化，從而產生反應紅外輻射溫度的電壓小信號；

所述跨導放大器單元連接在探測器輸出信號端和積分放大單元的輸入端之間，將探測器輸出的電壓小信號轉換成電流小信號；

所述積分放大單元通過控制自身的開關的導通與斷開而控制積分放大單元處于積分或復位狀態，積分電容選擇單元并聯在積分放大單元上；

所述緩沖隔離單元用于隔離采樣保持單元內部的開關對前級積分放大單元的噪聲影響；

所述采樣保持單元對積分放大單元的積分信號進行采樣并保持，通過控制自身的開關的導通與斷開而控制采樣保持單元處于采樣或保持狀態；

所述緩沖輸出單元作為接口電路的最后一級，用于提高輸出級的帶負載能力，并隔離探測器的行選開關對采樣保持單元的噪聲影響。

2.如權利要求1所述的可增大積分擺幅的紅外焦平面接口電路，其特征是，所述積分放大單元包括：積分放大單元的輸入端分別經過開關S1接基準電壓Vref和經過開關S2接運算放大器AMP1反相輸入端，運算放大器AMP1同相輸入端接基準電壓Vref，開關S3接在運算放大器AMP1輸出端和反相輸入端之間；所述積分電容選擇單元包括多個并聯的支路，每個支路為一個電容選擇開關和一個積分電容的串聯，通過控制電容選擇開關而選擇合適的電容，并聯支路的一端經過開關S4連接初始積分電壓Vclamp，同時經過開關S5連接運算放大器AMP1輸出端，并聯支路另一端連接運算放大器AMP1反相輸入端，開關S1接時鐘信號，開關S2接時鐘信號Φ0，開關S3和S4接時鐘信號Φ1，開關S5接時鐘信號；積分放大單元的積分過程是一個反向積分過程，通過給積分電容一個較高或較低的初始積分電壓值來增大積分放大單元的積分量程，從而可以提高系統的放大倍數。

3.如權利要求2所述的可增大積分擺幅的紅外焦平面接口電路，其特征是，當Φ0=0，Φ1=1時，積分放大單元處于復位狀態，此時積分放大單元的輸出值為Vref，積分電容初始值為Vclamp；當Φ0=0，Φ1=0時，積分放大單元處于積分前的保持狀態，此時積分放大單元的輸出值為積分電容的右側極板電壓值；當Φ0=1，Φ1=0時，積分放大單元處于積分狀態，積分放大單元的輸出值開始從初始積分電壓值Vclamp反向積分，直至積分時間結束。

4.如權利要求1所述的可增大積分擺幅的紅外焦平面接口電路，其特征是，所述采樣保持單元包括：運算放大器AMP3同相輸入端經過開關S6連接緩沖隔離單元的輸出，并經過電容Csh接地，運算放大器AMP3反相輸入端與輸出端相連；開關S6接時鐘信號Φ2，Φ2=1時，采樣保持單元處于采樣狀態；Φ2=0時，采樣保持單元處于保持狀態。

5.如權利要求1所述的可增大積分擺幅的紅外焦平面接口電路，其特征是，所述緩沖隔離單元、緩沖輸出單元均為運算放大器構成的電壓跟隨器。

6.如權利要求2，4，5所述的可增大積分擺幅的紅外焦平面接口電路，其特征是，所采用的運算放大器均為折疊式共源共柵運算放大器。