[發明專利]紅外焦平面讀出電路及其反饋控制環路

有效

• 申請號: 201710827369.3
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107462334B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 闕隆成;萬悅;秦晉豫;王啟明;呂堅
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01J5/02
• 分類號: G01J5/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 廖慧敏

本發明公開了一種紅外焦平面讀出電路，包括讀出電路單元，讀出電路單元的積分放大電路接入紅外探測信號并對紅外探測信號進行積分，并輸出積分電壓V_out；反饋控制環路包括電壓遲滯比較器F1、計數控制模塊CO、邏輯控制開關S和恒流源I_ref，電壓遲滯比較器F1將積分放大電路輸出的積分電壓V_out與電壓遲滯比較器F1接入的參考電壓進行比較，根據比較結果產生第一邏輯電平，并將所述第一邏輯電平輸出給計數控制模塊CO；所述計數控制模塊CO根據電壓遲滯比較器F1輸出的第一邏輯電平的翻轉進行計數，并邏輯控制開關S的狀態，并向電壓遲滯比較器F1輸出反饋信號FB。本發明通過分段處理積分，可達到高溫拓展探測范圍的目的，同時可精確計算得到采樣結果。

技術領域

本發明涉及一種紅外焦平面讀出電路，具體涉及紅外焦平面讀出電路及其反饋控制環路。

背景技術

紅外焦平面陣列是紅外成像技術中獲取紅外圖像信號的核心光電器件，集紅外光電轉換和信號處理于一體，是一種高性能的紅外固體圖像傳感器。紅外焦平面陣列主要由紅外探測器陣列和讀出電路組成，探測器的作用是將紅外輻射轉換成電信號，讀出電路對探測器感應的微弱紅外電信號進行前置處理(如積分、放大、濾波、采樣/保持和并/串行轉換等)及A/D轉換。

傳統紅外焦平面的讀出電路，其功能是對紅外焦平面中的像元進行偏置，并將像元信號進行轉換、放大以及輸出，用于后端的成像。

但是傳統紅外焦平面讀出電路的探測范圍受到了溫度的限制，使得讀出電路所能讀出的探測范圍較為狹窄，從而限制了讀出電路在某些高溫場合的使用，即現有技術中讀出電路在某些高溫場合使用受限，因此存在拓展高溫探測范圍電路的需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種紅外焦平面讀出電路及其反饋控制環路，該紅外焦平面讀出電路是一種能夠拓展高溫探測范圍的紅外焦平面讀出電路結構，使得電路可以精確采集更寬溫度范圍內的信號。

本發明通過下述技術方案實現：

一種紅外焦平面讀出電路，包括讀出電路單元，所述讀出電路單元包括積分放大電路；所述積分放大電路接入紅外探測信號并對紅外探測信號進行積分，并輸出積分電壓V_out；其特征在于，紅外焦平面讀出電路還包括反饋控制環路；反饋控制環路包括電壓遲滯比較器F1、計數控制模塊CO、邏輯控制開關S和恒流源I_ref，其中：

所述邏輯控制開關S一端連接積分放大電路的輸入端，另一端連接恒流源I_ref，所述恒流源I_ref接地；

所述電壓遲滯比較器F1將積分放大電路輸出的積分電壓V_out與電壓遲滯比較器F1接入的參考電壓進行比較，根據比較結果產生第一邏輯電平，并將所述第一邏輯電平輸出給計數控制模塊CO；所述電壓遲滯比較器F1接入的參考電壓為第一參考電壓V_comp1或第二參考電壓V_comp2；

所述計數控制模塊CO根據電壓遲滯比較器F1輸出的第一邏輯電平的翻轉進行計數，產生計數值N，并在檢測到第一邏輯電平的翻轉時輸出第二邏輯電平改變邏輯控制開關S的狀態，同時向電壓遲滯比較器F1輸出反饋信號FB，控制電壓遲滯比較器F1接入第一參考電壓V_comp1或第二參考電壓V_comp2。

現有技術中的紅外焦平面讀出電路通過積分放大電路中的積分電容C兩端電壓不可突變的特性，以可控電流對電容進行充放電，對被處理信號進行采樣。隨著偏置電路對積分電容C充電，積分放大電路的輸出的積分電壓隨時間線性上升。但是，積分放大電路的探測范圍受可探測溫度范圍的限制，較為狹窄，使得讀出電路在高溫場合的使用受限。