[发明专利]非制冷型红外探测器成像及热时间常数测试系统及方法

权利要求书

1.一种非制冷型红外探测器成像及热时间常数测试系统，其特征在于，包括：机箱、FPGA板卡、电源板卡模块、非制冷红外探测器、斩波器、面源辐射黑体；

所述FPGA板卡以及电源模块设置在机箱内；

所述斩波器设置在探测器与面源辐射黑体之间，且面源辐射黑体、斩波器以及探测器中心位于同一水平线，所述斩波器用于产生不同频率下的的信号，面源辐射黑体用于为探测器提供光源；

所述FPGA板卡与非制冷红外探测器连接，用于产生探测器驱动信号以及接收探测器采集的图像数据；

所述上位机对采集的图像数据进行处理，获得热时间常数。

2.根据权利要求1所述的非制冷型红外探测器成像及热时间常数测试系统，其特征在于，所述非制冷红外探测器设置在探测器接口板上，通过设置在探测器接口板上的差分信号连接器与FPGA板卡上的连接器连接，实现FPGA板卡与非制冷红外探测器的连接。

3.根据权利要求2所述的非制冷型红外探测器成像及热时间常数测试系统，其特征在于，所述探测器接口板中间为探测器夹具，用于固定探测器以及将探测器与接口板连接，左右两侧为两个68引脚的差分信号接口，用于与连接器相连，进而与FPGA板卡进行数据传输，接口板上下两端为电源连接器。

4.根据权利要求1所述的非制冷型红外探测器成像及热时间常数测试系统，其特征在于，所述非制冷型红外探测器工作在帧频为25Hz，分辨率为1280*1024的工作状态，所述非制冷型红外探测器的主时钟为162MHz，像素数据经过片上的A/D转换模块转换为数字信号，并以串行的方式以四路LVDS差分形式输出，并伴有一路差分时钟信号。

5.根据权利要求1所述的非制冷型红外探测器成像及热时间常数测试系统，其特征在于，所述FPGA板卡内置Kintex-7FPGA芯片。

6.根据权利要求1所述的非制冷型红外探测器成像及热时间常数测试系统，其特征在于，所述电源板卡为可编程电源板卡，为探测器提供3.6V的模拟电源、1.8V的数字电源以及3.6V～10V的偏置电源。

7.根据权利要求1所述的非制冷型红外探测器成像及热时间常数测试系统，其特征在于，采集不同斩波频率下的图像数据，斩波器的斩波频率分别为0Hz、2Hz、4Hz、6Hz、8Hz、10Hz、12Hz。

8.一种非制冷型红外探测器成像及热时间常数测试方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1、启动黑体辐射源，并将斩波器调至特定频率；

步骤2、运用Verilog代码编写I²C探测器配置驱动程序，并生成edf网表文件，在机箱上位机通过Labview平台调用edf网表文件，生成探测器配置驱动IP核，将该功能程序写入FPGA板卡，FPGA板卡使用探测器配置驱动IP核进行探测器驱动，通过探测器接口板向探测器传输驱动信号；

步骤3、红外探测器接收驱动信号，采集红外图像，并产生数字图像数据，通过接口板送入FPGA板卡；

步骤4、FPGA板卡对采集的数据按照奇数行偶数行进行还原；

步骤5、FPGA板卡将奇数行偶数行图像数据分别缓存在两个FIFO中，并按奇偶顺序依次按行输出；

步骤6、上位机对于FPGA板卡输出的连续100帧的图像数据进行采集保存；

步骤7、上位机通过热时间常数测试程序读取保存的图片，取某一点处的100帧图像的像素值存入数组中，并对100组数据进行傅里叶变换还原出对应斩波频率下的响应值；

步骤8、改变斩波器的调制频率为0Hz、2Hz、4Hz、6Hz、8Hz、10Hz、12Hz，重复上述步骤中的内容，得到7组不同响应频率对应的响应值，对于得到的7组数据进行拟合，得到频率响应曲线，取出_1/2处所对应的截至频率，根据公式求出热时间常数，并在上位机前面板显示出来。