384×288非制冷紅外探測器驅動(dòng)電路設計
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(2)積分脈沖INT(Integration Phase)是使ULO3191進(jìn)行每一行像素積分的信號。當INT為高電平時(shí)，允許對來(lái)自微測輻射熱計的一行像元信號進(jìn)行積分。INT必須在MC的上升沿改變狀態(tài)，同時(shí)必須是RESET信號的低電平期間。
(3)RESET信號能使UL03191復位，這樣，UL03191就會(huì )從探測器的有效區域的第一行開(kāi)始積分。RESET信號必須在MC的上升沿改變狀態(tài)，且RESET信號不能在一幀內發(fā)生兩次及以上。RESET信號時(shí)長(cháng)至少為1倍MC時(shí)間，其下降沿必須在INT下降沿之前。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/191695.htm
本方案采用Xilix公司的CPLD器件XC2C128為探測器提供時(shí)鐘信號、RESET、積分脈沖INT等信號。CPLD通過(guò)對27 MHz晶振進(jìn)行4分頻，為MC提供6．75 MHz頻率時(shí)鐘。紅外焦平面的有效尺寸為384×288，即384列，288行。這里取紅外圖像的幀頻為50 Hz。脈沖時(shí)序的仿真圖如圖3所示。
2．3 溫度檢測及控制電路的設計
非制冷焦平面熱像儀的“非制冷”是指其可在某個(gè)恒定室溫下工作，而不像低溫制冷型熱像儀那樣工作溫度通常低于200 K。而熱敏元件的溫度將直接影響熱像儀的探測靈敏度和成像性能，只有盡量使探測器陣列所有像元溫度保持在某個(gè)相同的恒定室溫下，才能從根本上提高熱像儀的探測靈敏度，抑制由此引起的工作波動(dòng)，因此設計一個(gè)高精度的溫控系統是完成高性能非制冷焦平面熱像儀設計的關(guān)鍵。
本方案采用AD公司的ADN8830溫度控制芯片，它是優(yōu)秀的單芯片、高集成度、高輸出效率、高性能的TEC驅動(dòng)模塊之一。小于O．5％的TEC電流波動(dòng)噪聲，片內集成MOSFET，盡量減少了外圍器件，以提高輸出效率，最高可設定的開(kāi)關(guān)頻率1 MHz，可以設定最大輸出電壓保護。ADN-8830溫控電路的控制原理是通過(guò)采樣熱敏電阻上的電壓與傳感器正常工作所設定的溫度(與電壓值相對應)相比較，從而調整致冷器中流過(guò)的電流的方向和大小來(lái)控制溫度。
ADN8830的溫度設定輸入由12 bit的串行D／A轉換器AD7390提供，使探測器穩定在不同的工作點(diǎn)，擴大了探測器的溫度范圍。
ADN8830輸入橋路的偏值電阻的阻值應該按公式(1)計算：
式(1)中RT1和RT3分別表示熱敏電阻在工作溫度的兩個(gè)上下極限時(shí)的阻值，RT2為熱敏電阻在平均溫度下的值，即RT2=(RT1+RT3)／2。
RT1，RT2和RT3的值通過(guò)查閱熱敏電阻溫度曲線(xiàn)得到，然后計算出電阻的值。
3 結束語(yǔ)
非制冷紅外焦平面陣列的驅動(dòng)電路是設計非制冷紅外焦平面成象組件的重要環(huán)節。本文采用CPLD產(chǎn)生時(shí)序邏輯驅動(dòng)，單片TEC芯片ADN-8830調控UFPA的溫度，結合高性能低噪聲的偏壓電路，構建了非制冷紅外焦平面陣列器件的驅動(dòng)電路。根據本方案研制出的驅動(dòng)電路經(jīng)過(guò)了實(shí)際測試和應用，結果表明：該電路達到了理想的效果，具有體積小、實(shí)用性好、可靠性高等特點(diǎn)。
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