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1、(10)申请公布号 CN 103308179 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103308179 A *CN103308179A* (21)申请号 201310239926.1 (22)申请日 2013.06.17 G01J 5/02(2006.01) (71)申请人 中国航天科工集团第三研究院第 八三五八研究所 地址 300192 天津市南开区航天道 58 号 (72)发明人 王建超 毛贵超 (74)专利代理机构 核工业专利中心 11007 代理人 高尚梅 包海燕 (54) 发明名称 一种低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏 压装置 (57) 摘要 本发明属于非制冷红外探测。
2、器驱动电路设计 技术领域， 具体涉及一种低噪声非晶硅非制冷红 外探测器通用偏压装置。本发明的装置包括数 字 - 模拟转换设备、 参考电压源和超低噪声滤波 放大设备 . 参考电压源为数字 - 模拟转换设备提 供高精度参考电压， 数字 - 模拟转换设备输出电 压经超低噪声滤波放大设备输出四路偏置电压， 所述四路偏置电压分别输入至非晶硅非制冷红外 探测器的GSK、 VSK、 GFID和VBUS接口。 本发明的装 置无需改变偏压装置硬件设备即可为不同偏压要 求的非晶硅非制冷型红外探测器提供偏置电压， 通用性得到显著提高 ； 能够依据应用环境温度通 过动态调整所供偏置电压调整探测器的动态响应 范围， 改。
3、善了探测器应用的自适应性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103308179 A CN 103308179 A *CN103308179A* 1/1 页 2 1. 一种低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏压装置， 包括数字 - 模拟转换设备、 参 考电压源和超低噪声滤波放大设备， 其特征在于 ： 参考电压源为数字 - 模拟转换设备提供 高精度参考电压， 数字 - 模拟转换设备输出电压经超低噪声滤波放大设备输出四路偏置电 压， 所述。
4、四路偏置电压分别输入至非晶硅非制冷红外探测器的GSK、 VSK、 GFID和VBUS接口。 2. 根据权利要求 1 所述的低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏压装置， 其特征在 于 ： 所述数字 - 模拟转换设备采用在 0.110Hz 频率范围内的输出噪声峰峰值小于 15V 的 14 位高精度四路输出 DA 芯片。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏压装置， 其特征 在于 ： 所述参考电压源输出电压为 2.5V。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏压装置， 其 特征在于 ： 所述超低噪声滤波放大设备中的运放在 0.110。
5、Hz 频率范围内噪声峰值小于 0.25V ； 对输出至 GSK、 VBUS、 GFID、 VSK 的偏置电压放大倍数依次为 2、 2、 3、 3。 权 利 要 求 书 CN 103308179 A 2 1/2 页 3 一种低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏压装置 技术领域 0001 本发明属于非制冷红外探测器驱动电路设计技术领域， 具体涉及一种低噪声非晶 硅非制冷红外探测器通用偏压装置。 背景技术 0002 目前， 非晶硅非制冷红外探测器以其低成本， 无须制冷机易于实现小型化的优点 在我国军事领域已经得到了广泛的应用。非晶硅非制冷型红外探测器也存在灵敏度低， 偏 压种类多， 对驱动电路噪声敏感。
6、等不足。 在非晶硅非制冷红外探测器机芯电路的设计中， 尤 其要重视偏压电路的设计， 其性能直接决定探测器输出信号的质量， 进而影响成像性能。 0003 为了满足非晶硅红外探测器对偏压的要求， 常见的偏压电路设计方法均通过电阻 对参考源分压再经过超低噪声滤波放大设备跟随得到探测器偏压。 该方法尽管能获得较高 的偏压性能， 但存在以下两个重要不足 ： 0004 (1) 需要根据不同探测器选择不同阻值的分压电阻， 有时甚至需要不断更换电阻 来满足探测器对偏压的苛刻要求， 这给调试带来了极大的不便。 0005 (2) 探测器偏压固定， 从而导致探测器动态响应范围固定， 不能动态改变探测器动 态响应范围。
7、。 0006 综上所述， 非晶硅非制冷红外探测器技术领域亟需提供一种通用性强、 具有自适 应能力的偏压装置。 发明内容 0007 本发明需要解决的技术问题为 ： 现有技术中的非晶硅非制冷红外探测器偏压电路 通用性差、 不具有自适应能力。 0008 本发明的技术方案如下所述 ： 0009 一种低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏压装置， 包括数字 - 模拟转换设备、 参考电压源和超低噪声滤波放大设备.参考电压源为数字-模拟转换设备提供高精度参考 电压， 数字 - 模拟转换设备输出电压经超低噪声滤波放大设备输出四路偏置电压， 所述四 路偏置电压分别输入至非晶硅非制冷红外探测器的 GSK、 VSK、 。
8、GFID 和 VBUS 接口。 0010 作为优选方案， 所述数字 - 模拟转换设备采用在 0.110Hz 频率范围内的输出噪 声峰峰值小于 15V 的 14 位高精度四路输出 DA 芯片 ； 所述参考电压源输出电压为 2.5V ； 所述超低噪声滤波放大设备中的运放在 0.110Hz 频率范围内噪声峰值小于 0.25V ； 对 输出至 GSK、 VBUS、 GFID、 VSK 的偏置电压放大倍数依次为 2、 2、 3、 3。 0011 本发明的有益效果为 ： 0012 （1） 本发明的一种低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏压装置， 在偏压调试过 程中， 无需改变偏压装置硬件设备即可为不同偏压要。
9、求的非晶硅非制冷型红外探测器提供 偏置电压， 通用性得到显著提高 ； 0013 （2） 本发明的一种低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏压装置， 能够依据应用 说 明 书 CN 103308179 A 3 2/2 页 4 环境温度通过动态调整所供偏置电压调整探测器的动态响应范围， 改善了探测器应用的自 适应性。 附图说明 0014 图 1 为现有非晶硅非制冷红外探测元典型读出电路 ； 0015 图 2 为本发明的一种低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏压装置示意图。 具体实施方式 0016 下面结合附图和实施例对本发明的一种低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏 压装置进行详细说明。 0017 图 1。
10、 所示为现有非晶硅非制冷红外探测元典型读出电路， 像元探测的原理为活晶 元吸收红外辐射引起电阻变化， 从而改变该支路电流的变化， 该变化电流经电容积分得到 输出电压。由图 1 可知， GSK、 VSK、 GFID 和 VBUS 四个接口处的偏压性能将直接给电流积分 输出带来影响， 并且通过上述四个接口处的偏压可以改变活晶元上的电流， 从而改变电流 积分电压输出的动态范围， 即实现了探测器探测范围的动态改变。 0018 本发明的一种低噪声非晶硅非制冷红外探测器通用偏压装置， 包括数字 - 模拟转 换设备、 参考电压源和超低噪声滤波放大设备。其中， 参考电压源为数字 - 模拟转换设备提 供高精度参。
11、考电压， 数字 - 模拟转换设备输出电压经超低噪声滤波放大设备输出四路偏置 电压， 所述四路偏置电压分别输入至非晶硅非制冷红外探测器的 GSK、 VSK、 GFID 和 VBUS 接 口。 0019 实施例 1 0020 以法国 ULIS 公司的 UL03262 非晶硅非制冷红外探测器的偏压装置设计为例进行 说明， 下表所示为该型探测器所需的偏压要求， 可知该探测器对精度、 噪声均提出要求。 0021 0022 本实施例中， 所述数字 - 模拟转换设备采用在 0.110Hz 频率范围内的输出噪声 峰峰值小于 15V 的 14 位高精度四路输出 DA 芯片 ； 所述参考电压源输出电压为 2.5V ； 所 述超低噪声滤波放大设备中的运放在 0.110Hz 频率范围内噪声峰值小于 0.25V， 对输 出至 GSK、 VBUS、 GFID、 VSK 的偏置电压放大倍数依次为 2、 2、 3、 3。 说 明 书 CN 103308179 A 4 1/1 页 5 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103308179 A 5 。