flir TAU640红外非制冷探测器的驱动电路设计

flir TAU640 红外非制冷探测器的驱动电路设计

　　flir TAU640 红外非制冷探测器驱动电路设计的关键是提供满足探测器正常工作的几个偏置电压，提供MC、INT和RESET等时序脉冲，以及提供热电稳定器和温度环控制的接口信号。

　　2．1 偏置电压电路的设计

　　为了非制冷红外焦平面阵列正常工作，驱动UFPA中的读出电路，保证探测器热电稳定，并且使UFPA具有较大的动态范围和较好的NETD性能，偏置电压电路应当具有结构紧凑，性能稳定、精度高、保护措施严密等特点。

　　本方案采用多片LTl761-5、LTl761-3．3分别得到5 V、3．3 V；用LTl761-2．8得到VBUS所需的2．8 V电压；GFID，VSK，GSK均采用LTl-761通过分流电阻获得各自所需电压值。

　　2．2 脉冲电压信号驱动电路的设计

　　探测器工作所涉及的时序不只一个，几个时序要求同步，所以*理想的方法就是用一个晶振源通过可编程逻辑器件产生所需的时序脉冲。

　　(1)MC(Master Clock)是对整个器件进行操作的基础，所有操作都在MC的控制下协作统一。MC控制寄存器进行像素寻址。MC的频率不能高于384×288 MHz，且其占空比为50％。MC的上升和下降时间需低于lO ns。

　　(2)积分脉冲INT(Integration Phase)是使ULO3191进行每一行像素积分的信号。当INT为高电平时，允许对来自微测辐射热计的一行像元信号进行积分。INT必须在MC的上升沿改变状态，同时必须是RESET信号的低电平期间。

　　(3)RESET信号能使UL03191复位，这样，UL03191就会从探测器的有效区域的*行开始积分。RESET信号必须在MC的上升沿改变状态，且RESET信号不能在一帧内发生两次及以上。RESET信号时长***为1倍MC时间，其下降沿必须在INT下降沿之前。

　　本方案采用Xilix公司的CPLD器件XC2C128为探测器提供时钟信号、RESET、积分脉冲INT等信号。CPLD通过对27 MHz晶振进行4分频，为MC提供6．75 MHz频率时钟。红外焦平面的有效尺寸为384×288，即384列，288行。这里取红外图像的帧频为50 Hz。

　　2．3 温度检测及控制电路的设计

　　非制冷焦平面热像仪的“非制冷”是指其可在某个恒定室温下工作，而不像低温制冷型热像仪那样工作温度通常低于200 K。而热敏元件的温度将直接影响热像仪的探测灵敏度和成像性能，只有尽量使探测器阵列所有像元温度保持在某个相同的恒定室温下，才能从根本上提高热像仪的探测灵敏度，抑制由此引起的工作波动，因此设计一个高精度的温控系统是完成高性能非制冷焦平面热像仪设计的关键。