[發明專利]非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路及方法

在審

• 申請號: 201810327218.6
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN110375863A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 劉俊
• 申請（專利權）人: 杭州海康微影傳感科技有限公司
• 主分類號: G01J5/24
• 分類號: G01J5/24
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 馬敬;項京

1.一種非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路，其特征在于，包括：

非制冷紅外焦平面陣列，包括按行列排布的多個紅外敏感像元及各紅外敏感像元對應的選通開關，當選通開關閉合時，確定所述選通開關對應的紅外敏感像元為待探測敏感像元；

偏置電路，用于為紅外敏感像元提供恒壓偏置，產生偏置電流；

電流鏡像電路，用于產生抵消電流，所述抵消電流用于抵消所述紅外敏感像元的偏置電流，所述電流鏡像電路包括場效應管M1、場效應管M2、虛設電阻及指定數量個場效應管M3，所述指定數量為非制冷紅外焦平面陣列的列數，各場效應管M3的源極連接第一電壓源，所述虛設電阻與各紅外敏感像元電阻具有相同的溫度系數；

積分電路，用于對所述紅外敏感像元的偏置電流與所述抵消電流之差進行積分，并將積分結果作為信號輸出。

2.根據權利要求1所述的非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路，其特征在于，所述場效應管M1為N型場效應管；所述場效應管M2為P型場效應管；所述場效應管M3為P型場效應管；

在所述電流鏡像電路中，所述虛設電阻一端連接地線，另一端連接所述場效應管M1的源極；

所述場效應管M1的漏極連接所述場效應管M2的漏極；

所述場效應管M2的源極連接第二電壓源，所述場效應管M2的柵極連接所述場效應管M3的柵極，所述場效應管M2的柵極與漏極短接；

所述場效應管M3的漏極作為所述電流鏡像電路的抵消電流輸出端，輸出所述抵消電流至所述積分電路；

所述場效應管M1的柵極連接第三電壓源。

3.根據權利要求1所述的非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路，其特征在于，所述偏置電路包括：所述指定數量個N型場效應管M4；

各場效應管M4的柵極連接所述第三電壓源；

按照所述非制冷紅外焦平面陣列的列，各場效應管M4與各列選通開關一一對應，各場效應管M4的源極連接所對應列的選通開關；

各場效應管M4的漏極作為所述偏置電路的偏置電流輸出端，輸出所述偏置電流至所述積分電路。

4.根據權利要求1所述的非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路，其特征在于，在所述電流鏡像電路中，所述場效應管M2的源極電流與所述場效應管M3漏極輸出的抵消電流具有正比關系。

5.根據權利要求1所述的非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路，其特征在于，在所述電流鏡像電路中，所述第一電壓源和所述第二電壓源為同一個電壓源。

6.一種非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出方法，應用于權利要求1所述的非制冷紅外焦平面陣列探測器的信號讀出電路，其特征在于，所述方法包括：

通過電流鏡像電路，對第二電壓源的輸入電壓進行電流鏡像處理，計算得到抵消電流；

基于第三電壓源的輸入電壓及非制冷紅外焦平面陣列中待探測敏感像元的阻值，通過偏置電路，得到所述紅外敏感像元的偏置電流；

通過積分電路，對所述紅外敏感像元的偏置電流與所述抵消電流之差進行積分，并將積分結果作為信號輸出。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在所述通過積分電路，對所述紅外敏感像元的偏置電流與所述抵消電流之差進行積分，并將積分結果作為信號輸出之后，所述方法還包括：

根據所述信號，利用預設紅外輻射確定算法，計算所述待探測敏感像元所吸收到的外界紅外輻射量。