[發明專利]一種低噪聲紅外成像電路

有效

• 申請號: 201611044347.1
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN108106733B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 葛鑫;劉金石;李冬溫;劉玉姣
• 申請（專利權）人: 北京遙感設備研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱;王豐潮

本發明公開了一種低噪聲紅外成像電路，包括：探測器信號緩沖模塊（1）、A/D轉換模塊（3）、探測器測溫模塊（4）、指令接收及時序控制模塊（5）、探測器偏置模塊（2）、二次電源模塊（7）、接口模塊（6）和信號線；其中信號線具有多個且均為屏蔽線，所有信號線的屏蔽層均為單端接地，二次電源模塊（7）為輸入、輸出、外殼相互隔離的DC/DC電源，探測器信號緩沖模塊（1）通過差分雙絞線與A/D轉換模塊（3）連接，A/D轉換模塊（3）、指令接收及時序控制模塊（5）和接口模塊（6）通過信號線順次連接。本發明電路具有設計簡單、噪聲低、靈敏度高、電磁兼容性好的優點。

技術領域

本發明涉及一種紅外成像電路，特別是一種低噪聲紅外成像電路。

背景技術

紅外成像電路是紅外成像系統的重要組成部分，主要功能為檢測紅外探測器的制冷狀態；在紅外探測器制冷到工作溫度后為紅外探測器提供偏置電壓及脈沖控制信號；根據信號處理電路要求調整紅外探測器的積分時間；將紅外探測器輸出的模擬信號轉換為數字信號等。紅外成像電路的噪聲水平將直接影響到整個紅外成像系統的成像性能和靈敏度。

現有的紅外成像電路設計僅考慮對紅外成像功能的實現，各模塊間僅通過普通的信號線連接，對圖像的低噪聲性能考慮比較片面，噪聲水平較高，進而將會降低整個紅外成像系統的成像性能和靈敏度，因而需要一種全面考慮低噪聲性能設計的紅外成像電路設計。

發明內容

本發明目的在于提供一種低噪聲紅外成像電路，解決現有的紅外成像電路噪聲水平較高的問題。

一種低噪聲紅外成像電路，包括：探測器信號緩沖模塊、A/D轉換模塊、探測器測溫模塊和指令接收及時序控制模塊，還包括：探測器偏置模塊、二次電源模塊、接口模塊和信號線。

所述信號線具有多個且均為屏蔽線，所有信號線的屏蔽層均為單端接地；

所述二次電源模塊為輸入、輸出、外殼相互隔離的DC/DC電源，分別通過信號線與其余組件連接；所述探測器信號緩沖模塊通過差分雙絞線與A/D轉換模塊連接， A/D轉換模塊、指令接收及時序控制模塊和接口模塊通過信號線順次連接，指令接收及時序控制模塊通過信號線與探測器偏置模塊連接；所述探測器偏置模塊采用噪聲精密運算放大器和高精度低噪聲的參考源；所述接口模塊采用數字隔離將整個電路的地線與外界隔離；整個紅外成像電路安裝在全金屬殼封閉的空間內。

低噪聲紅外成像電路工作時，探測器信號緩沖模塊、探測器測溫模塊和探測器偏置模塊均與紅外探測器連接，探測器測溫模塊和接口模塊均與外部信號處理電路連接。二次電源模塊將外部電源濾波后轉換為紅外成像電路工作所需要的電壓，為整個電路供電。探測器偏置模塊將二次電源模塊的工作電壓轉換為滿足紅外探測器偏置及容差要求的VDDA、VDDL電壓；通過數模轉換集成電路生成滿足紅外探測器要求的Gpol電壓。探測器信號緩沖模塊的信號路數與紅外探測器模擬信號輸出路數一致，分別緩沖紅外探測器各路模擬輸出信號，并截取動態范圍內的有效信號進行放大，采用具有較強抗干擾能力的差分形式輸出給A/D轉換模塊。A/D轉換模塊的信號路數與探測器信號緩沖模塊的信號路數保持一致，分別將探測器信號緩沖模塊輸出的各路差分形式的模擬信號采樣轉化為數字信號并傳輸給指令接收及時序控制模塊。指令接收及時序控制模塊根據信號處理電路發出的探測器加電指令控制紅外探測器加電；根據積分時間控制字的不同種狀態，控制紅外探測器檢測目標時使用不同的積分時間；產生A/D轉換模塊的采樣時鐘，并將該采樣時鐘按一定時序關系分配至A/D轉換模塊；將各路A/D轉換模塊輸出的數字信號按時序要求轉換為一路有效數據，并向信號處理電路發送數據有效指示，有效數據在像素同步信號的驅動下，通過接口模塊傳送給信號處理電路。接口模塊為紅外成像電路與信號處理電路之間的接口，除了完成信號傳輸外，進行紅外成像電路與信號處理電路之間電地的隔離。

本發明電路具有設計簡單、噪聲低、靈敏度高、電磁兼容性好的優點。

附圖說明

圖1一種低噪聲紅外成像電路的結構圖。