[发明专利]大动态范围红外探测器输出模拟信号的对数量化压缩方法

摘要

本发明公开了一种大动态范围红外探测器输出模拟信号的对数量化压缩系统，其特征在于，其包括相互连接的对数放大器和模数转换器，对数放大器与一个探测器连接。所述探测器输出最大信号电压为ViM时，探测器输出最小信号电压为Vim＝0.01ViM。本发明大动态范围红外探测器输出模拟信号的对数量化压缩系统适应大动态范围遥感需求，并可满足所需信噪比要求。

主权项

一种大动态范围红外探测器输出模拟信号的对数量化压缩方法，其特征在于，其包括相互连接的对数放大器和模数转换器，对数放大器与一个探测器连接；所述探测器输出最大信号电压为ViM时，探测器输出最小信号电压为Vim＝0.01ViM；利用对探测器模拟信号的对数化，来实现10bit信号量化需要，具体如下：首先，对于红外点目标探测，确定星上应用的下述条件：(1)满足输入信号的信噪比SNR＞15，也即测量误差小于6.7％；(2)满足定标要求，即定标的辐亮度测量误差在15％以内；(3)能满足强背景下弱目标的检测需要，即对强信号探测要小于1％的测量误差；采用的对数放大器的运算方式为式(1)：Vo=KlogViVR...(1)]]>其中信号Vi的范围为(Vim，ViM),VR待设定，K为一个电路传递函数，可通过调节电路参数来对K编程，其单位为电压；对上述条件1和2，只要引入对数放大器之后可以满足条件1，则条件2肯定满足，因此只需要使对数放大器满足条件1、3即可同时满足上述3个条件，对条件1,必须满足以下式(2)和式(3)：LSB<K·log(ViVR)-K·log(0.93ViVR)...(2)]]>LSB<K·log(1.067ViVR)-K·log(ViVR)...(3)]]>而再根据公式(1)，代入式(2)和式(3)可得式(4)：ViM＜5×1028VR…………(4)对条件3，若要满足强背景下对弱目标的探测，即需要满足式(5)：LSB<K·log(ViMVR)-K·log(ViM-VimVR)...(5)]]>经过推导可得式(6)：ViM＜2.95×104VR…………(6)由式(4)和式(6)，只需满足：可以实现10bit量化。