CN108120513A - 一种基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接 - Google Patents
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Abstract
一种基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接，包括电源处理板1、信号处理板2、通讯接口板3、制冷机滤波板4、探测器驱动板A5、探测器驱动板B6，其中电源处理板1与通讯接口板3均通过柔性PCB连接信号处理板2，而制冷机滤波板4通过柔性PCB连接电源处理板1，探测器驱动板A5与探测器驱动板B6各自通过柔性PCB连接信号处理板2，其中电源处理板1为系统提供电源，探测器驱动板A5、探测器驱动板B6产生探测器所需的偏置电压，及低噪声电源，完成对探测器的驱动，将探测器的四路模拟信号进行缓冲输出；制冷机滤波板4完成探测器制冷机电源的滤波和探测器制冷机控温信号的滤波处理。
Description
技术领域
该技术属于柔性连接领域，具体涉及一种基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接。
背景技术
随着电子产品的小型化、轻量化及多功能化的发展，特别是半导体芯片的高集成化与高I/O数的迅速发展，导致封装技术向芯片级封装(CSP)和倒装焊封装(Flip-chip)发展，引起了印制电路板制造技术变革性的变化，给PCB业提出了许多新的课题。同时，由于PCB技术的飞速进步，给这类电子产品向更小更轻方法发展提供了必要的条件。柔性电路板是当今最重要的互联技术之一，从简单的玩具到手机、计算机及复杂的电子产品中都有其应用。
小型化、轻量化、模块化成为了制冷型红外成像装置的必然趋势。制冷型红外成像装置主要由光学成像系统、中波制冷型红外焦平面探测器、红外成像电路及本体结构组成。其中红外焦平面探测器组件，用于接收光学成像系统获取的目标红外辐射信息，转换成可检测的电信号。红外成像电路提供探测器的偏置电压和驱动时钟，并对探测器输出的模拟电压信号进行信号处理、输出图像数据。具备与光机系统的安装接口，能够实时成像和传送数字图像信号，并完成与外部系统的通讯和控制工作。
在兼顾本体结构尺寸、安装方式的要求下，采用红外成像电路柔性连接方式，实现了红外成像装置结构的紧凑化、功能模块化。对制冷型红外成像装置的小型化研制具有很好的指导意义。
发明内容
本发明的目的在于：在红外成像装置中，电路之间存在信号互联传输，原设计大部分采用电缆或排线配合连接器方式进行连接，导致电路板尺寸空间变大，增大了信号线之间串扰与辐射，同时由于连接器针脚存在寄生电感导致不同电路板子系统中互连地阻抗的不同，影响红外成像装置EMC设计，使输出图像存在噪声与干扰。本发明专利基于红外成像电路的三维互联结构进行柔性连接，用柔性PCB代替电缆或排线，有效改善红外成像装置EMC设计，提高板间信号传输的实时性、可靠性，避免系统共地信号串扰等，改善了装备的环境适应性，实现红外成像装置的集成化、小型化、模块化设计。
本发明的技术方案如下：一种基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接，包括电源处理板、信号处理板、通讯接口板、制冷机滤波板、探测器驱动板A、探测器驱动板B，其中电源处理板与通讯接口板均通过柔性PCB连接信号处理板，而制冷机滤波板通过柔性PCB连接电源处理板，探测器驱动板A与探测器驱动板B各自通过柔性PCB连接信号处理板，其中电源处理板为系统提供电源，探测器驱动板A、探测器驱动板B产生探测器所需的偏置电压，及低噪声电源，完成对探测器的驱动，将探测器的四路模拟信号进行缓冲输出；制冷机滤波板完成探测器制冷机电源的滤波和探测器制冷机控温信号的滤波处理；通讯接口板完成LVDS数字图像数据输出、模拟视频输出、RS422串口通讯以及光纤图像传输；信号处理板完成探测器模拟信号的A/D转换、数字图像增强以及生成LVDS数字视频信号。
所述信号处理板上有AD模块、FPGA8、DDR9、在信号处理板的左侧为与电源处理板的柔性连接A，右侧为与通讯接口板的柔性连接B，上部为分别与探测器驱动板A、探测器驱动板B的柔性连接C、柔性连接D。
所述通讯接口板上包括隔离模块、模拟视频模块、数字视频模块、光纤模块，在通讯接口板的左侧为与信号处理板的柔性连接E。
所述电源处理板包括电源模块、滤波模块，在电源处理板的右侧与上部偏右的位置分别为与信号处理板的柔性连接F、与制冷机滤波板的柔性连接G
所述探测器驱动板A包括信号驱动模块A，在探测器驱动板A的下部为与信号处理板柔性连接H；探测器驱动板B包括信号驱动模块B，在探测器驱动板B的下部为与信号处理板柔性连接I。
所述制冷机滤波板包括滤波处理模块，在制冷机滤波板的下部为与电源处理板1的柔性连接J。
本发明的显著效果在于：本专利是一种中波红外成像电路的柔性连接方法研究，将红外成像电路进行模块功能划分，设计了一种二维柔性高速互联方案。根据制冷型中波红外探测器的工作特性，取消原来连接器与线缆的板间互联方式，保证信号采集传输的抗干扰性和可靠性，将红外成像电路板紧凑合理的排布于探测器周围，提高了红外成像装置的集成度。
1)可控制电气参数。与电缆导线相比，柔性连接方式可以通过设计控制线宽、线距、线厚、介质厚度、介质常数等参数，从而达到控制特征阻抗、延迟和衰减等特性。增强了红外成像电路板间信号传输的可靠性，提高了数字视频的图像质量和抗干扰能力。
2)实现了红外成像电路的柔性连接，可弯折，立体布线，缩小了线路空间，具有优良的电气特征，红外成像装置实现了紧凑化、小型化、模块化。
附图说明
图1为本发明所述的基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接示意图
图2为本发明所述的基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接信号处理板示意图
图3为本发明所述的基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接通讯接口板示意图
图4为本发明所述的基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接电源处理板示意图
图5为本发明所述的基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接探测器驱动板示意图
图6为本发明所述的基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接制冷机滤波板示意图
图中：1电源处理板、2信号处理板、3通讯接口板、4制冷机滤波板、5探测器驱动板A、6探测器驱动板B、7AD模块、8FPGA、9DDR、10柔性连接A、14隔离模块、15模拟视频模块、16数字视频模块、17光纤模块、19电源模块、20滤波模块、21柔性连接F、22柔性连接G、23信号驱动模块A、24柔性连接
H、25信号驱动模块B、26柔性连接I、27滤波处理模块
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接，包括电源处理板1、信号处理板2、通讯接口板3、制冷机滤波板4、探测器驱动板A5、探测器驱动板B6，其中电源处理板1与通讯接口板3均通过柔性PCB连接信号处理板2，而制冷机滤波板4通过柔性PCB连接电源处理板1，探测器驱动板A5与探测器驱动板B6各自通过柔性PCB连接信号处理板2，其中电源处理板1为系统提供电源，探测器驱动板A5、探测器驱动板B6产生探测器所需的偏置电压，及低噪声电源，完成对探测器的驱动，将探测器的四路模拟信号进行缓冲输出；制冷机滤波板4完成探测器制冷机电源的滤波和探测器制冷机控温信号的滤波处理；通讯接口板3完成LVDS数字图像数据输出、模拟视频输出、RS422串口通讯以及光纤图像传输；信号处理板2完成探测器模拟信号的A/D转换、数字图像增强以及生成LVDS数字视频信号。
如图2所示，信号处理板2上有AD模块7、FPGA8、DDR9、在信号处理板2的左侧为与电源处理板1的柔性连接A10，右侧为与通讯接口板3的柔性连接B11，上部为分别与探测器驱动板A5、探测器驱动板B6的柔性连接C12、D13
如图3所示，通讯接口板3上包括隔离模块14、模拟视频模块15、数字视频模块16、光纤模块17，在通讯接口板3的左侧为与信号处理板2的柔性连接E18
如图4所示，电源处理板1包括电源模块19、滤波模块20，在电源处理板1的右侧与上部偏右的位置分别为与信号处理板2的柔性连接F21、与制冷机滤波板4的柔性连接G22；
如图5所示，探测器驱动板A5包括信号驱动模块A23，在探测器驱动板A5的下部为与信号处理板2柔性连接H24；探测器驱动板B6包括信号驱动模块B25，在探测器驱动板B6的下部为与信号处理板2柔性连接I26
如图6所示，制冷机滤波板4包括滤波处理模块27，在制冷机滤波板4的下部为与电源处理板1的柔性连接J28。
Claims (6)
1.一种基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接，其特征在于：包括电源处理板(1)、信号处理板(2)、通讯接口板(3)、制冷机滤波板(4)、探测器驱动板A(5)、探测器驱动板B(6)，其中电源处理板(1)与通讯接口板(3)均通过柔性PCB连接信号处理板(2)，而制冷机滤波板(4)通过柔性PCB连接电源处理板(1)，探测器驱动板A(5)与探测器驱动板B(6)各自通过柔性PCB连接信号处理板(2)，其中电源处理板(1)为系统提供电源，探测器驱动板A(5)、探测器驱动板B(6)产生探测器所需的偏置电压，及低噪声电源，完成对探测器的驱动，将探测器的四路模拟信号进行缓冲输出；制冷机滤波板(4)完成探测器制冷机电源的滤波和探测器制冷机控温信号的滤波处理；通讯接口板(3)完成LVDS数字图像数据输出、模拟视频输出、RS422串口通讯以及光纤图像传输；信号处理板(2)完成探测器模拟信号的A/D转换、数字图像增强以及生成LVDS数字视频信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接，其特征在于：所述信号处理板(2)上有AD模块(7)、FPGA(8)、DDR(9)、在信号处理板(2)的左侧为与电源处理板(1)的柔性连接A(10)，右侧为与通讯接口板(3)的柔性连接B(11)，上部为分别与探测器驱动板A(5)、探测器驱动板B(6)的柔性连接C(12)、柔性连接D(13)。
3.根据权利要求1所述的一种基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接，其特征在于：所述通讯接口板(3)上包括隔离模块(14)、模拟视频模块(15)、数字视频模块(16)、光纤模块(17)，在通讯接口板(3)的左侧为与信号处理板(2)的柔性连接E(18)。
4.根据权利要求1所述的一种基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接，其特征在于：所述电源处理板(1)包括电源模块(19)、滤波模块(20)，在电源处理板(1)的右侧与上部偏右的位置分别为与信号处理板(2)的柔性连接F(21)、与制冷机滤波板(4)的柔性连接G(22)。
5.根据权利要求1所述的一种基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接，其特征在于：所述探测器驱动板A(5)包括信号驱动模块A(23)，在探测器驱动板A(5)的下部为与信号处理板(2)柔性连接H(24)；探测器驱动板B(6)包括信号驱动模块B(25)，在探测器驱动板B(6)的下部为与信号处理板(2)柔性连接I(26)。
6.根据权利要求1所述的一种基于制冷探测器的红外成像电路柔性连接，其特征在于：所述制冷机滤波板(4)包括滤波处理模块(27)，在制冷机滤波板(4)的下部为与电源处理板(1)的柔性连接J(28)。
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