CN108106733B - 一种低噪声红外成像电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低噪声红外成像电路，包括：探测器信号缓冲模块（1）、A/D转换模块（3）、探测器测温模块（4）、指令接收及时序控制模块（5）、探测器偏置模块（2）、二次电源模块（7）、接口模块（6）和信号线；其中信号线具有多个且均为屏蔽线，所有信号线的屏蔽层均为单端接地，二次电源模块（7）为输入、输出、外壳相互隔离的DC/DC电源，探测器信号缓冲模块（1）通过差分双绞线与A/D转换模块（3）连接，A/D转换模块（3）、指令接收及时序控制模块（5）和接口模块（6）通过信号线顺次连接。本发明电路具有设计简单、噪声低、灵敏度高、电磁兼容性好的优点。

Description

一种低噪声红外成像电路
技术领域
本发明涉及一种红外成像电路，特别是一种低噪声红外成像电路。
背景技术
红外成像电路是红外成像系统的重要组成部分，主要功能为检测红外探测器的制冷状态；在红外探测器制冷到工作温度后为红外探测器提供偏置电压及脉冲控制信号；根据信号处理电路要求调整红外探测器的积分时间；将红外探测器输出的模拟信号转换为数字信号等。红外成像电路的噪声水平将直接影响到整个红外成像系统的成像性能和灵敏度。
现有的红外成像电路设计仅考虑对红外成像功能的实现，各模块间仅通过普通的信号线连接，对图像的低噪声性能考虑比较片面，噪声水平较高，进而将会降低整个红外成像系统的成像性能和灵敏度，因而需要一种全面考虑低噪声性能设计的红外成像电路设计。
发明内容
本发明目的在于提供一种低噪声红外成像电路，解决现有的红外成像电路噪声水平较高的问题。
一种低噪声红外成像电路，包括：探测器信号缓冲模块、A/D转换模块、探测器测温模块和指令接收及时序控制模块，还包括：探测器偏置模块、二次电源模块、接口模块和信号线。
所述信号线具有多个且均为屏蔽线，所有信号线的屏蔽层均为单端接地；
所述二次电源模块为输入、输出、外壳相互隔离的DC/DC电源，分别通过信号线与其余组件连接；所述探测器信号缓冲模块通过差分双绞线与A/D转换模块连接， A/D转换模块、指令接收及时序控制模块和接口模块通过信号线顺次连接，指令接收及时序控制模块通过信号线与探测器偏置模块连接；所述探测器偏置模块采用噪声精密运算放大器和高精度低噪声的参考源；所述接口模块采用数字隔离将整个电路的地线与外界隔离；整个红外成像电路安装在全金属壳封闭的空间内。
低噪声红外成像电路工作时，探测器信号缓冲模块、探测器测温模块和探测器偏置模块均与红外探测器连接，探测器测温模块和接口模块均与外部信号处理电路连接。二次电源模块将外部电源滤波后转换为红外成像电路工作所需要的电压，为整个电路供电。探测器偏置模块将二次电源模块的工作电压转换为满足红外探测器偏置及容差要求的VDDA、VDDL电压；通过数模转换集成电路生成满足红外探测器要求的Gpol电压。探测器信号缓冲模块的信号路数与红外探测器模拟信号输出路数一致，分别缓冲红外探测器各路模拟输出信号，并截取动态范围内的有效信号进行放大，采用具有较强抗干扰能力的差分形式输出给A/D转换模块。A/D转换模块的信号路数与探测器信号缓冲模块的信号路数保持一致，分别将探测器信号缓冲模块输出的各路差分形式的模拟信号采样转化为数字信号并传输给指令接收及时序控制模块。指令接收及时序控制模块根据信号处理电路发出的探测器加电指令控制红外探测器加电；根据积分时间控制字的不同种状态，控制红外探测器检测目标时使用不同的积分时间；产生A/D转换模块的采样时钟，并将该采样时钟按一定时序关系分配至A/D转换模块；将各路A/D转换模块输出的数字信号按时序要求转换为一路有效数据，并向信号处理电路发送数据有效指示，有效数据在像素同步信号的驱动下，通过接口模块传送给信号处理电路。接口模块为红外成像电路与信号处理电路之间的接口，除了完成信号传输外，进行红外成像电路与信号处理电路之间电地的隔离。
本发明电路具有设计简单、噪声低、灵敏度高、电磁兼容性好的优点。
附图说明
图1一种低噪声红外成像电路的结构图。
1.探测器信号缓冲模块 2.探测器偏置模块 3.A/D转换模块 4.探测器测温模块 5.指令接收及时序控制模块 6.接口模块 7.二次电源模块。
具体实例方式
一种低噪声红外成像电路，包括：探测器信号缓冲模块1、A/D转换模块3、探测器测温模块4和指令接收及时序控制模块5，还包括：探测器偏置模块2、二次电源模块7、接口模块6和信号线。
所述信号线具有多个且均为屏蔽线，所有信号线的屏蔽层均为单端接地；
所述二次电源模块7为输入、输出、外壳相互隔离的DC/DC电源，分别通过信号线与其余组件连接；所述探测器信号缓冲模块1通过差分双绞线与A/D转换模块3连接， A/D转换模块3、指令接收及时序控制模块5和接口模块6通过信号线顺次连接，指令接收及时序控制模块5通过信号线与探测器偏置模块2连接；所述探测器偏置模块2采用噪声精密运算放大器和高精度低噪声的参考源；所述接口模块6采用数字隔离将整个电路的地线与外界隔离；整个红外成像电路安装在全金属壳封闭的空间内。
低噪声红外成像电路工作时，探测器信号缓冲模块1、探测器测温模块4和探测器偏置模块2均与红外探测器连接，探测器测温模块4和接口模块6均与外部信号处理电路连接。二次电源模块7将外部电源滤波后转换为红外成像电路工作所需要的电压，为整个电路供电。探测器偏置模块2将二次电源模块7的工作电压转换为满足红外探测器偏置及容差要求的VDDA、VDDL电压；通过数模转换集成电路生成满足红外探测器要求的Gpol电压。探测器信号缓冲模块1的信号路数与红外探测器模拟信号输出路数一致，分别缓冲红外探测器各路模拟输出信号，并截取动态范围内的有效信号进行放大，采用具有较强抗干扰能力的差分形式输出给A/D转换模块3。A/D转换模块3的信号路数与探测器信号缓冲模块1的信号路数保持一致，分别将探测器信号缓冲模块1输出的各路差分形式的模拟信号采样转化为数字信号并传输给指令接收及时序控制模块5。指令接收及时序控制模块5根据信号处理电路发出的探测器加电指令控制红外探测器加电；根据积分时间控制字的不同种状态，控制红外探测器检测目标时使用不同的积分时间；产生A/D转换模块3的采样时钟，并将该采样时钟按一定时序关系分配至A/D转换模块3；将各路A/D转换模块3输出的数字信号按时序要求转换为一路有效数据，并向信号处理电路发送数据有效指示，有效数据在像素同步信号的驱动下，通过接口模块6传送给信号处理电路。接口模块6为红外成像电路与信号处理电路之间的接口，除了完成信号传输外，进行红外成像电路与信号处理电路之间电地的隔离。

Claims (1)

1.一种低噪声红外成像电路，包括：探测器信号缓冲模块(1)、A/D转换模块(3)、探测器测温模块(4)和指令接收及时序控制模块(5)，其特征在于还包括：探测器偏置模块(2)、二次电源模块(7)、接口模块(6)和信号线；
所述信号线具有多个且均为屏蔽线，所有信号线的屏蔽层均为单端接地；
所述二次电源模块(7)为输入、输出、外壳相互隔离的DC/DC电源，分别通过信号线与其余组件连接；所述探测器信号缓冲模块(1)通过差分双绞线与A/D转换模块(3)连接，A/D转换模块(3)、指令接收及时序控制模块(5)和接口模块(6)通过信号线顺次连接，指令接收及时序控制模块(5)通过信号线与探测器偏置模块(2)连接；所述探测器偏置模块(2)采用噪声精密运算放大器和高精度低噪声的参考源；所述接口模块(6)采用数字隔离将整个电路的地线与外界隔离；整个红外成像电路安装在全金属壳封闭的空间内；
低噪声红外成像电路工作时，探测器信号缓冲模块(1)、探测器测温模块(4)和探测器偏置模块(2)均与红外探测器连接，探测器测温模块(4)和接口模块(6)均与外部信号处理电路连接；二次电源模块(7)将外部电源滤波后转换为红外成像电路工作所需要的电压，为整个电路供电；探测器偏置模块(2)将二次电源模块(7)的工作电压转换为满足红外探测器偏置及容差要求的VDDA、VDDL电压；通过数模转换集成电路生成满足红外探测器要求的Gpol电压；探测器信号缓冲模块(1)的信号路数与红外探测器模拟信号输出路数一致，分别缓冲红外探测器各路模拟输出信号，并截取动态范围内的有效信号进行放大，采用具有较强抗干扰能力的差分形式输出给A/D转换模块(3)；A/D转换模块(3)的信号路数与探测器信号缓冲模块(1)的信号路数保持一致，分别将探测器信号缓冲模块(1)输出的各路差分形式的模拟信号采样转化为数字信号并传输给指令接收及时序控制模块(5)；指令接收及时序控制模块(5)根据信号处理电路发出的探测器加电指令控制红外探测器加电；根据积分时间控制字的不同种状态，控制红外探测器检测目标时使用不同的积分时间；产生A/D转换模块(3)的采样时钟，并将该采样时钟按一定时序关系分配至A/D转换模块(3)；将各路A/D转换模块(3)输出的数字信号按时序要求转换为一路有效数据，并向信号处理电路发送数据有效指示，有效数据在像素同步信号的驱动下，通过接口模块(6)传送给信号处理电路；接口模块(6)为红外成像电路与信号处理电路之间的接口，除了完成信号传输外，进行红外成像电路与信号处理电路之间地的隔离。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109374138A (zh) * 2018-09-18 2019-02-22 北京遥感设备研究所 一种红外成像电路及降噪方法
CN109085788A (zh) * 2018-10-12 2018-12-25 湖北视拓光电科技有限公司 一种低噪声电压可调电路及系统
CN111623879B (zh) * 2020-04-28 2022-03-25 北京遥感设备研究所 一种红外体温筛查系统制冷型红外探测器测试方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7388535B1 (en) * 2006-07-20 2008-06-17 Nortel Networks Limited Digitizing front end for optical receiver
CN101266714A (zh) * 2007-03-13 2008-09-17 同方威视技术股份有限公司 辐射成像采集设备及辐射成像数据采集方法
CN103219997A (zh) * 2013-02-06 2013-07-24 北京空间机电研究所 多谱段多焦面拼接红外探测器控制与信号采样电路
CN103336667A (zh) * 2013-07-05 2013-10-02 中国科学院光电技术研究所 一种通用多通道数据采集系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7388535B1 (en) * 2006-07-20 2008-06-17 Nortel Networks Limited Digitizing front end for optical receiver
CN101266714A (zh) * 2007-03-13 2008-09-17 同方威视技术股份有限公司 辐射成像采集设备及辐射成像数据采集方法
CN103219997A (zh) * 2013-02-06 2013-07-24 北京空间机电研究所 多谱段多焦面拼接红外探测器控制与信号采样电路
CN103336667A (zh) * 2013-07-05 2013-10-02 中国科学院光电技术研究所 一种通用多通道数据采集系统

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