一種紅外焦平面陣列探測器的讀出電路及其控制方法

2023-05-26 00:22:21

一種紅外焦平面陣列探測器的讀出電路及其控制方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種紅外焦平面陣列探測器的讀出電路及其控制方法。該讀出電路包括行選電路和流水線模數轉換器，並且行選電路的行選使能信號輸入端連接到流水線模數轉換器的校準啟動信號輸入端。當輸入行選使能信號時，該行選使能信號也輸入校準啟動信號輸入端並啟動流水線模數轉換器內的校準模塊進行校準。本發明的實施例中，用行選使能信號作為校準啟動信號，使前臺校準變成了偽後臺校準。在大規模非製冷紅外焦平面讀出電路的應用中，該控制方式相對於傳統的前臺校準方式，可在使用過程中實時校準數據，相對於後臺校準方式，可以提高讀出電路的資源利用率。
【專利說明】—種紅外焦平面陣列探測器的讀出電路及其控制方法
[0001]

【技術領域】
[0002]本發明涉及紅外焦平面陣列探測器【技術領域】，尤其是涉及一種紅外焦平面陣列探測器的讀出電路及其控制方法。
[0003]

【背景技術】
[0004]在紅外焦平面陣列探測器的讀出電路中，自校準其中的流水線模數轉換器(Pipeline ADC)的方法通常包括數字前臺自校準方法和數字後臺自校準方法。
[0005]數字前臺自校準方法是通過一個準確的斜坡信號作為輸入信號將ADC的誤差提取並以數字方式儲存於片上內存中，在ADC工作於正常的狀態下，在數字輸出端在數字重建過程中將其誤差按照一定的算法補償掉。
[0006]數字後臺自校準方法是利用與信號相關的偽隨機信號將Pipeline ADC每級的誤差提取，而偽隨機信號通過輸入信號的大小來加I或者減I來控制輸入到ADC時溢出問題的產生，由於ADC溢出使之產生非線性誤差，這種誤差不能被校準從而影響了 ADC的精度。有些現有技術使用了小幅度的偽隨機信號，且輸入信號未達到滿擺幅來保證ADC的溢出問題，但由於小幅度的偽隨機信號不易收斂，故其需要較長的收斂時間。這種情況對某些應用是不允許的。
[0007]數字後臺自校準方法是用一定的算法將ADC的誤差提取，並在數字輸出端重建的過程將這些誤差消除的過程。數字後臺自校準技術本身不需要準確的校準源，而且隨著現代ADC的採樣速度越來越快和CMOS工藝尺寸越來越小，使得校準所需時間越來越短。該技術在現代ADC設計中被廣泛的採用。
[0008]但是，傳統的紅外焦平面讀出電路的pipeline ADC的前臺校準方式，不能實時校準數據，而後臺校準方式需要利用很多晶片資源。用傳統的紅外焦平面讀出電路的控制方式去控制pipeline ADC的校準，在工程應用中存在缺陷，如:資源利用率低，不能實時校準數據。
[0009]


【發明內容】

[0010]本發明的目的之一是提供一種能夠有效提高讀出電路資源利用率、並且能夠實時校準數據的紅外焦平面陣列探測器的讀出電路及其控制方法。
[0011]本發明公開的技術方案包括:
提供了一種紅外焦平面陣列探測器的讀出電路，其特徵在於，包括:行選電路，所述行選電路連接到紅外焦平面陣列探測器的行上，用於選擇所述紅外焦平面陣列探測器的行，所述行選電路包括行選使能信號輸入端；流水線模數轉換器，所述流水線模數轉換器連接到所述紅外焦平面陣列探測器，用於將所述紅外焦平面陣列探測器輸出的信號轉換成數位訊號，所述流水線模數轉換器包括校準啟動信號輸入端；其中所述行選使能信號輸入端連接到所述校準啟動信號輸入端，當從所述行選使能信號輸入端輸入行選使能信號時，所述行選使能信號也輸入所述校準啟動信號輸入端並啟動所述流水線模數轉換器內的校準模塊進行校準。
[0012]本發明的實施例中，還提供了一種前述的紅外焦平面陣列探測器的讀出電路的控制方法，其特徵在於，包括:接收行選使能信號；將所述行選使能信號輸入到流水線模數轉換器的校準啟動信號輸入端，用所述行選使能信號啟動所述流水線模數轉換器內的校準模塊進行校準。
[0013]本發明的實施例中，用行選使能信號作為校準啟動信號，由於採用了自前臺校準的pipeline ADC控制方式，因此使前臺校準變成了偽後臺校準。在大規模非製冷紅外焦平面讀出電路的應用中，該控制方式相對於傳統的前臺校準方式，可在使用過程中實時校準數據，相對於後臺校準方式，可以提高讀出電路的資源利用率。
[0014]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發明一個實施例的紅外焦平面陣列探測器及其讀出電路的示意圖。
[0016]

【具體實施方式】
[0017]下面將結合附圖詳細說明本發明的實施例的紅外焦平面陣列探測器的讀出電路及其控制方法。
[0018]如圖1所示，本發明的一個實施例中，紅外焦平面陣列探測器10的讀出電路包括行選電路20和流水線模數轉換器30。
[0019]行選電路20連接到紅外焦平面陣列探測器10的行上，用於根據行選信號選中紅外焦平面陣列探測器10的某行。該行選電路20包括行選使能信號輸入端ι.ο?_θη。行選使能信號可以從該行選使能信號輸入端row_en輸入。該行選使能信號用於使能行選電路20，即，該行選使能信號使行選電路20能夠執行其行選功能。
[0020]流水線模數轉換器30連接到紅外焦平面陣列探測器10上，用於將紅外焦平面陣列探測器10輸出的信號轉換成數位訊號。
[0021]流水線模數轉換器10包括校準啟動信號輸入端Cali_EN。該校準啟動信號輸入端Cal i_EN用於輸入校準啟動信號，校準啟動信號用於啟動流水線模數轉換器10內的校準模塊(圖中未示出)，使校準模塊開始進行校準。也就是說，當校準啟動信號輸入端輸入了校準啟動信號時，該校準啟動信號啟動流水線模數轉換器10內的校準模塊開始對該流水線模數轉換器10進行校準。
[0022]如圖1所示，本發明的一個實施例中，行選電路20的行選使能信號輸入端row_en連接到流水線模數轉換器30的校準啟動信號輸入端Cali_EN。當從行選使能信號輸入端row_en輸入行選使能信號時,該行選使能信號同時也輸入到校準啟動信號輸入端Cali_EN並啟動流水線模數轉換器30內的校準模塊開始對該流水線模數轉換器30進行校準。也就是說，本發明的實施例中，用行選電路20的行選使能信號作為流水線模數轉換器30的校準啟動信號。
[0023]因此，本發明的一個實施例中，前述實施例中的紅外焦平面陣列探測器的讀出電路的控制方法可以包括:接收行選使能信號，並將行選使能信號輸入到流水線模數轉換器的校準啟動信號輸入端，用該行選使能信號啟動該流水線模數轉換器內的校準模塊進行校準。
[0024]本發明的一個實施例中，圖1中的m行η列紅外焦平面陣列探測器的工作過程可以如下所示。
[0025]第O時刻，第O行中所有列的數據在積分，此時，行選使能信號row_en作為pipeline ADC內校準模塊的校準啟動信號Cali_EN，啟動pipeline ADC進行校準。
[0026]第I時刻，第I行中所有列的數據在積分，此時，第O行中所有列的數據在A/D。
[0027]第2時刻，第2行中所有列的數據在積分，此時，第I行中所有列的數據在A/D。
[0028]第3時刻，第3行中所有列的數據在積分，此時，第2行中所有列的數據在A/D。
[0029]以此類推，第m-Ι時刻，第m-Ι行中所有列的數據在積分，此時，第m_2行中所有列的數據在A/D ;第m時刻，第m行中所有列的數據在積分，此時，第m_l行中所有列的數據在A/D;第m+1時刻，積分電路不工作，此時，第m行中所有列的數據在A/D。
[0030]本發明的實施例中，用行選使能信號作為校準啟動信號，由於採用了自前臺校準的pipeline ADC控制方式，因此使前臺校準變成了偽後臺校準。在大規模非製冷紅外焦平面讀出電路的應用中，該控制方式相對於傳統的前臺校準方式，可在使用過程中實時校準數據，相對於後臺校準方式，可以提高讀出電路的資源利用率。
[0031]以上通過具體的實施例對本發明進行了說明，但本發明並不限於這些具體的實施例。本領域技術人員應該明白，還可以對本發明做各種修改、等同替換、變化等等，這些變換隻要未背離本發明的精神，都應在本發明的保護範圍之內。此外，以上多處所述的「一個實施例」表示不同的實施例，當然也可以將其全部或部分結合在一個實施例中。
【權利要求】
1.一種紅外焦平面陣列探測器的讀出電路，其特徵在於，包括: 行選電路，所述行選電路連接到紅外焦平面陣列探測器的行上，用於選擇所述紅外焦平面陣列探測器的行，所述行選電路包括行選使能信號輸入端； 流水線模數轉換器，所述流水線模數轉換器連接到所述紅外焦平面陣列探測器，用於將所述紅外焦平面陣列探測器輸出的信號轉換成數位訊號，所述流水線模數轉換器包括校準啟動信號輸入端； 其中所述行選使能信號輸入端連接到所述校準啟動信號輸入端，當從所述行選使能信號輸入端輸入行選使能信號時，所述行選使能信號也輸入所述校準啟動信號輸入端並啟動所述流水線模數轉換器內的校準模塊進行校準。
2.一種如權利要求1的紅外焦平面陣列探測器的讀出電路的控制方法，其特徵在於，包括: 接收行選使能信號； 將所述行選使能信號輸入到流水線模數轉換器的校準啟動信號輸入端，用所述行選使能信號啟動所述流水線模數轉換器內的校準模塊進行校準。
【文檔編號】G01J5/10GK104266763SQ201410485254
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月22日 優先權日:2014年9月22日
【發明者】呂堅, 闕隆成, 牛潤梅, 劉慧芳, 周雲 申請人:電子科技大學