[發明專利]一種適用于微測輻射熱計型太赫茲探測器的讀出電路及其讀出方法

有效

• 申請號: 202110695900.2
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113452940B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 吳旭;周晏萱;李連鳴;馮軍;樊祥寧
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04N5/378
• 分類號: H04N5/378;H04N5/374;H04N5/3745;H04N5/357;H04N5/217;G01J5/24;G01J5/48
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 孫峰

1.一種適用于微測輻射熱計型太赫茲探測器的讀出電路，其特征在于，所述讀出電路包括：可控電流源、低噪聲放大器、緩沖器以及時序控制電路，其中，

可控電流源的輸出端通過行選通信號開關組S1與所述探測器進行連接；

低噪聲放大器的正輸入端與所述探測器的第一端進行連接，并且該探測器的第二端接地；

緩沖器連接在所述低噪聲放大器的輸出端，并且輸出放大后的信號；

時序控制電路通過控制所述緩沖器的開斷來控制放大后的信號的輸出；

所述時序控制電路包括：探測器電阻、調制信號開關、充電電容C、控制充電開關S2和S3、輸入信號傳輸開關S4，其中，

探測器電阻的第一端通過所述行選通信號開關組S1以及所述控制充電開關S2、S3與所述低噪聲放大器的正輸入端進行連接，并且該探測器電阻的第二端接地；

所述低噪聲放大器的正輸入端通過所述輸入信號傳輸開關S4與所述探測器電阻的第一端進行連接，并且所述低噪聲放大器的負輸入端通過所述控制充電開關S3與所述探測器電阻的第一端進行連接；

充電電容C的第一端與所述低噪聲放大器的負輸入端連接，并且該充電電容C第二端接地；

所述低噪聲放大器將獲取到的差分電壓信號進行放大，并進行雙轉單輸出信號處理；所述低噪聲放大器為單級或多級結構，均采用源極負反饋以降低晶體管跨導，從而改善噪聲性能；

所述時序控制電路還包括控制開關S5，通過所述控制開關S5來控制所述低噪聲放大器的工作時間，使其在一個讀出電路周期內并僅在調制信號變化前后的時刻進行工作，用以減小電路功耗；

所述緩沖器采用以所述可控電流源為負載的源跟隨器；

所述時序控制電路還包括控制開關S6，通過所述控制開關S6來控制緩沖器的工作時間，使其在一個讀出電路周期內并僅在調制信號變化前后的時刻進行工作，用以減小電路功耗。

2.根據權利要求1所述的一種適用于微測輻射熱計型太赫茲探測器的讀出電路，其特征在于，所述時序控制電路通過控制行選通信號開關組S1選擇信號讀出行開斷，同時，所述時序控制電路通過控制讀出行低噪聲放大器和緩沖器在一個電路讀出周期內開啟的時間以減小陣列電路的功耗。

3.一種適用于微測輻射熱計型太赫茲探測器的讀出方法，其特征在于，應用所述權利要求1-2中任一權利要求所述的讀出電路，所述讀出方法包括：

在一個讀出電路周期當中，所述讀出電路周期包括第一階段和第二階段，其中，第一階段為探測器調制信號變化前的階段，第二階段為探測器調制信號變化后的階段；

在所述第一階段，將所述控制充電開關S2和S3閉合，使得所述可控電流源的偏置電流在探測器上的壓降對所述電容C充電且達到穩定狀態，并為所述低噪聲放大器的負輸入端提供直流偏置，在充電結束后，將所述控制充電開關S2和S3斷開；

在所述第二階段，所述探測器為信號輸入狀態，將所述輸入信號傳輸開關S4打開，探測器為所述低噪聲放大器的正輸入端提供變化的信號量；

在整個所述讀出電路周期內，所述低噪聲放大器的正負輸入端持續獲取所述探測器電阻隨太赫茲信號變化轉換成的差分電壓信號。

4.一種CMOS陣列式讀出電路，所述CMOS陣列式讀出電路包括按照具有行和列的矩陣形式設置的多個像素，其特征在于，所述CMOS陣列式讀出電路還包括一個權利要求1-2中任一權利要求所述的讀出電路，并且該讀出電路同樣采用具有行和列的矩陣形式進行設置。