[发明专利]一种红外焦平面阵列探测器读出电路的斜波发生器

说明书

技术领域

本发明涉及红外焦平面阵列探测器的读出电路，尤其涉及一种红外焦平面阵列探测器读出电路的斜波发生器。

背景技术

根据普朗克辐射定理，任何温度高于绝对零度的物体，其内部都会发生分子热运动，从而产生波长不等的红外辐射。红外辐射具有强度和波长直接与物体表面温度有关的重要特征，提供了物体的丰富的信息。但是红外辐射是一种不可见的电磁波，利用红外辐射来获取物体的信息的时候，需要将这种红外辐射转换为可测量的信号。

红外焦平面阵列探测器就是将红外辐射转换成可测量的信号的装置。红外焦平面阵列探测器通过光电转换、电信号处理等手段将目标物体的温度分布转换成视频图像，其具有抗干扰能力强、隐蔽性能好、跟踪和制导精度高等优点，在军事和民用领域获得了广泛的应用。

但是辐出度随温度升高而迅速增大而峰值辐射波长向短波方向移动，且任何波长的光谱辐出度都随温度的升高而增加。然而，辐出度都随温度升高而增加并非是线性的。

红外焦平面阵列探测器在工作时，由于红外辐射的非线性，目标温度变化对敏感单元温度的影响是非线性的，经过线性Single-Slope ADC的转换后数字输出与探测目标温度呈非线性，且低温时变化缓慢，高温时变化迅速，因此低温物体检测细节不清晰，而高温物体可能过响应。此外，由于低温时响应较低，较低的模拟电压在实际中几乎不会出现，因此较低的数字码成为“死码”，致使数字码的有效利用率降低。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种可以实现分段斜率调节、并且能够避免因为低温模拟相应低造成的数字码利用率下降以及非线性红外焦平面阵列探测器读出电路的斜波发生器。

本发明实施例公开的技术方案包括：

提供了一种红外焦平面阵列探测器读出电路的斜波发生器，其特征在于，包括：开关控制模块，所述开关控制模块包括数据输入端和n个输出控制端；斜波发生电路，所述斜波发生电路包括n个控制端和数据输出端，所述n个控制端与所述开关控制模块的所述n个输出控制端一一对应连接；电压抬升电路，所述电压抬升电路包括抬升输入端和抬升输出端，所述斜波发生电路的所述数据输出端连接到所述抬升输入端；其中n为大于或等于2的自然数。

进一步地，所述开关控制模块包括m组控制单元，每组控制单元包括n个D触发器和n个控制开关；在每组控制单元中，所述n个D触发器的输出端与所述n个控制开关一一对应连接，并通过所述n个控制开关一一对应连接到所述n个输出控制端，并且每个D触发器的输入端连接到前一个触发器的输出端， 其中每组控制单元中的第1个D触发器的输入端连接到前一组控制单元中的第n个D触发器的输出端，第1组控制单元的第1个D触发器的输入端连接到所述数据输入端；其中m为大于或者等于2的自然数。

进一步地，所述斜波发生电路包括n条充电电路、第一开关、第二开关和电容；所述n条充电电路中的每条充电电路包括晶体管和开关管，所述晶体管的源极连接到系统电源，所述晶体管的漏极连接到所述开关管的源极，所述开关管的漏极通过所述第一开关接地并且通过所述第二开关连接到所述电容的第一端，所述电容的第二端连接到系统电源；所述电容的第一端连接到所述斜波发生电路的所述数据输出端；所述n条充电电路中的n个开关管的栅极与所述n个控制端一一对应连接；所述第一开关和所述第二开关是相互互补的开关。

进一步地，所述斜波发生电路还包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第三开关，所述电容的所述第一端通过所述第三开关连接到所述第一晶体管的漏极，所述第一晶体管的源极接地，所述第一晶体管的栅极连接到所述第二晶体管的栅极；所述第二晶体管的源极接地，所述第二晶体管的漏极连接到所述第三晶体管的漏极并且连接到所述第二晶体管的栅极；所述第三晶体管的源极连接到系统电源；所述第三开关和所述第二开关是相互互补的开关。

进一步地，所述电压抬升电路包括第四晶体管、第五晶体管和数模转换器；所述抬升输入端连接到所述第四晶体管的栅极，所述第四晶体管的漏极接地，所述第四晶体管的源极连接到所述抬升输出端，并且连接到所述第五晶体管的漏极；所述第五晶体管的栅极连接到所述数模转换器，所述第五晶体管的源极连接到系统电源。

本发明的实施例中，开关控制模块中的m组控制单元在m组互不交叠的时钟分别控制下依次导通，输出特定时刻所需的n bit输出控制信号，该输出控制信号可控制该时刻斜波发生电路产生的信号的斜率，斜波发生电路的输出并且通过电压抬升电路抬升。因此可以实现分段斜率调节，使斜波发生器的输出电流逼近拟合曲线，并且避免因为低温模拟相应低造成的数字码利用率下降以及非线性。