低噪声非制冷红外探测器组件的设计研究.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERDISSERTATION（电子科技大学图标）论文题目：低噪声非制冷红外探测器组件的设计研究学科专业：光学工程指导教师：蒋亚东作者姓名：吴和然学号：200921050403万方数据分类号密级UDC学位论文低噪声非制冷红外探测器组件的设计研究（题名和副题名）吴和然（作者姓名）指导教师姓名蒋亚东教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请学位级别硕士专业名称光学工程论文提交日期2012.04论文答辩日期2012.0

2、5学位授予单位和日期答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允

3、许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：万方数据万方数据摘要摘要红外探测技术在国防建设和民用领域有着重要的作用，是新世纪国家信息化建设的重要组成部分。发达国家经过多年的研究，已经发展到了第三代非制冷型红外探测器，国内在这方面的研究起步较晚，与发达国家相比存在差距，但近年来在非制冷红外焦平面阵列的研究上取得一系列进展，相应的促进了非制冷红外探测器组件的研究，随着红外焦平面阵列低噪声性能的进一步提高，

4、设计和研发低噪声红外焦平面阵列的探测器组件成为急需解决的问题。本文在分析了非制冷红外焦平面阵列低噪声性能的基础上，提出了低噪声组件的设计思路，从电源电路、偏置电压电路、时序驱动电路、数据转换电路和数据处理电路入手，分模块完成低噪声红外探测器组件的设计，在设计中充分考虑了电路的低噪声和小型化设计，主要体现在于：首先，电源模块的设计中，对模拟电源和数字电源进行隔离、数据转换电路中采用去耦合网络以及差分结构；其次，在偏置电压设计中采用了分辨率为16bit的DAC数字芯片提供模拟偏置电压，2并使用IC协议进行FPGA与AD5665R之间的通信，系统集成度大大提高；

5、此外，在数据处理电路中使用坏点补偿算法和两点非均匀性校正算法使得成像质量得到显著提高。经过调试，数字部分，数字电压的输出满足了设计精度要求；模拟部分，5V模拟电压源的噪声RMS值为32.4μV（1Hz-100kHz），偏置电压电路可以同时完成三路模拟偏置电压0-5V之间的配置，偏置电压噪声RMS值小于20μV（1Hz-100kHz）；在模数转换部分加入差分网络后，对320×240焦平面阵列的测试结果表明，其RMS噪声值从248μV降至231μV；实验结果同时表明，坏列补偿和两点非均匀性校正算法可以有效减小焦平面的FPN噪声，显著提高探测器成像质量；低噪声探

6、测器组件的设计为探测器的进一步改进提供了新的硬件平台。关键字：IRFPA，低噪声，非均匀性，RMS，FPNI万方数据ABSTRACTABSTRACTTheinfrareddetectiontechnologyplaysanimportantroleinthefoundationofbothnationaldefenseandcivilapplications,whichbecomeasignificantpartofthenationalinformationconstructioninthenewcenturies.Afteryearsofresearc

7、h,thedevelopedcountrieshavebeendevelopedthethirdgenerationdetectorwithuncooledIRFPA(InfraredFocalPlaneArray)technology,whichbeganlateinourcountry.Therestillexistsagapinthisareabetweendevelopedcountriesandourcounty.However,wehavemadeaseriesofprogressonuncooledIRFPAinrecentyears,whi

8、chcorrespondinglypromptstheresear