384×288非制冷紅外探測(cè)器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
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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(hào)。當(dāng)INT為高電平時(shí)，允許對(duì)來(lái)自微測(cè)輻射熱計(jì)的一行像元信號(hào)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(hào)的低電平期間。
(3)RESET信號(hào)能使UL03191復(fù)位，這樣，UL03191就會(huì)從探測(cè)器的有效區(qū)域的第一行開(kāi)始積分。RESET信號(hào)必須在MC的上升沿改變狀態(tài)，且RESET信號(hào)不能在一幀內(nèi)發(fā)生兩次及以上。RESET信號(hào)時(shí)長(zhǎng)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://m.butianyuan.cn/article/191695.htm
本方案采用Xilix公司的CPLD器件XC2C128為探測(cè)器提供時(shí)鐘信號(hào)、RESET、積分脈沖INT等信號(hào)。CPLD通過(guò)對(duì)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(cè)及控制電路的設(shè)計(jì)
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(cè)靈敏度和成像性能，只有盡量使探測(cè)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(cè)靈敏度，抑制由此引起的工作波動(dòng)，因此設(shè)計(jì)一個(gè)高精度的溫控系統(tǒng)是完成高性能非制冷焦平面熱像儀設(shè)計(jì)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(qū)動(dòng)模塊之一。小于O．5％的TEC電流波動(dòng)噪聲，片內(nèi)集成MOSFET，盡量減少了外圍器件，以提高輸出效率，最高可設(shè)定的開(kāi)關(guān)頻率1 MHz，可以設(shè)定最大輸出電壓保護(hù)。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(shè)定的溫度(與電壓值相對(duì)應(yīng))相比較，從而調(diào)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(shè)定輸入由12 bit的串行D／A轉(zhuǎn)換器AD7390提供，使探測(cè)器穩(wěn)定在不同的工作點(diǎn)，擴(kuò)大了探測(cè)器的溫度范圍。
ADN8830輸入橋路的偏值電阻的阻值應(yīng)該按公式(1)計(jì)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得到，然后計(jì)算出電阻的值。
3 結(jié)束語(yǔ)
非制冷紅外焦平面陣列的驅(qū)動(dòng)電路是設(shè)計(jì)非制冷紅外焦平面成象組件的重要環(huán)節(jié)。本文采用CPLD產(chǎn)生時(shí)序邏輯驅(qū)動(dòng)，單片TEC芯片ADN-8830調(diào)控UFPA的溫度，結(jié)合高性能低噪聲的偏壓電路，構(gòu)建了非制冷紅外焦平面陣列器件的驅(qū)動(dòng)電路。根據(jù)本方案研制出的驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)過(guò)了實(shí)際測(cè)試和應(yīng)用，結(jié)果表明：該電路達(dá)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)。
評(píng)論