紅外焦平面讀出電路及測(cè)試系統(tǒng)的研究.pdf

1、紅外焦平面陣列（IRFPA）是紅外系統(tǒng)及熱成像器件的關(guān)鍵部件，在軍事及民用領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，擁有巨大的市場(chǎng)潛力和應(yīng)用前景。西方各發(fā)達(dá)國(guó)家長(zhǎng)期以來(lái)一直很重視紅外焦平面陣列的開發(fā)和研制工作。鑒于其在軍事方面的重要意義，我國(guó)迫切需要開發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的紅外焦平面陣列，應(yīng)加快進(jìn)行材料、器件、讀出電路(ROIC)、測(cè)試、信號(hào)處理等方面研究的步伐。紅外焦平面陣列的讀出電路技術(shù)及測(cè)試技術(shù)在其研究中占據(jù)著重要地位，關(guān)系到能否精確高效地取出紅外焦平

2、面陣列信號(hào)以及能否對(duì)紅外焦平面陣列器件進(jìn)行準(zhǔn)確的性能評(píng)價(jià)。本文著重從紅外焦平面陣列的讀出電路技術(shù)及測(cè)試技術(shù)兩方面開展理論和實(shí)驗(yàn)研究，主要內(nèi)容包括： （1）分析比較了讀出電路的幾種基本類型，理論上分析了讀出電路的噪聲。 （2）提出具有電容反饋負(fù)導(dǎo)放大器（CTIA）及相關(guān)雙采樣（CDS）結(jié)構(gòu)的讀出電路設(shè)計(jì)，并基于PSPICE軟件進(jìn)行了模擬分析。 （3）建立包括紅外信號(hào)源和IRFPA模塊、控制模塊和信號(hào)放大采集處理模塊

3、在內(nèi)的紅外焦平面陣列參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)各主要性能參數(shù)如探測(cè)率D*、響應(yīng)率R、噪聲等效功率NEP、噪聲等效溫差NETD等進(jìn)行測(cè)試計(jì)算。對(duì)熱像儀系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論標(biāo)稱值吻合。 （4）進(jìn)行紅外焦平面系統(tǒng)的模擬研究，對(duì)本實(shí)驗(yàn)室自行研制的小規(guī)模紅外焦平面陣列進(jìn)行讀出電路測(cè)試、數(shù)據(jù)處理和分析，為實(shí)驗(yàn)室制造紅外焦平面陣列提供了一定的指導(dǎo)方向。對(duì)實(shí)驗(yàn)室研制的小規(guī)模紅外焦平面陣列的測(cè)試實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題和困難分析了主要原因，并提出改進(jìn)的解決