一種基於fpga的紅外熱成像裝置的製作方法
2023-07-02 19:30:46
專利名稱：一種基於fpga的紅外熱成像裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱成像 技術領域，提供了一種基於FPGA的紅外熱成像裝置。
背景技術：
紅外成像主要是紅外探測的過程，是通過紅外探測器將不可見的紅外輻射轉換為可見或可測量信號的過程。紅外熱成像技術從當初的機械掃描機構到目前的全固體小型化電子自掃描成像機構。傳統製冷型紅外探測系統光機掃描機械製冷器價格昂貴，設備體積龐大，性能可靠性差等諸多缺點。近年來，特別是非製冷紅外熱成像技術的發展使紅外熱成像技術拓展了更廣闊的應用領域。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種體積小、功耗低等優點，多應用在可攜式設備上的一種基於FPGA的紅外熱成像裝置。為實現上述目的本實用新型採用以下技術方案一種基於FPGA的紅外熱成像裝置，其特徵在於包括順序連接的紅外焦平面陣列、模擬信號調製單元、FPGA處理器，還包括連接在紅外焦平面陣列和FPGA的施密特門，所述FPGA處理器連接有單片機、D/A轉換器、SRAM、系統調試接口，還包括連接在紅外焦平面陣列和單片機之間的TEC控制單元。進一步的說，所述模擬信號調製單元包括低通濾波器和A/D轉換器，所述低通濾波器採用運算放大器，所述A/D轉換器採用14位模數轉換晶片AD6644。進一步的說，所述TEC(熱電冷卻器)控制單元的控制器採用ADN8830晶片。進一步的說，所述單片機採用MSP430晶片。本實用新型具有以下有益效果一、本實用新型一種體積小、功耗低等優點，可應用在可攜式設備上。二、本實用新型採用TEC控單元，穩定探測器輸出的參數，對這些器件的工作溫度實現了精確的控制。
圖I為本實用新型系統結構框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明該系統分為以下幾個部分模擬信號調製部分其作用是配合探測器的讀出電路，同時把輸出的模擬視頻進行濾波處理。主要針對探測器前端數位訊號和模擬信號；TEC(熱電冷卻器)控制單元使用單片機結合專用驅動晶片進行溫度控制處理，單片機用簡單的增量PID控制驅動晶片，使溫度變化控制在IOmK之內。[0018]FPGA外圍設備的構建信號處理完成後圖像輸出方式有兩種一種將信號通過D / A輸出給顯示器；另一鍾信號通過CY7C68013傳送給計算機，可進行調試。調試接口建立CY7C68013電路的搭建，使用USB2. O協議的高速通訊方式(480Mbps)，通過編寫CY7C68013固件和FPGA程序，實現與PC機的通訊控制部分外圍設備構建。通過單片機MSP430控制ADN8830實現簡單增量式PID控制；電源管理部分根據各個模塊的需求進行電源設計，針對模擬和數字部分不同要。視頻顯示部分FPGA處理後的紅外圖像數據進行D / A轉換，將轉換後的模擬圖像信號與視頻載波疊加合成全電視PAL制(或N制)信號。一種基於FPGA的紅外熱成像裝置，其特徵在於包括順序連接的紅外焦平面陣·列、模擬信號調製單元、FPGA處理器，還包括連接在紅外焦平面陣列和FPGA的施密特門，所述FPGA處理器連接有單片機、D/A轉換器、SRAM、系統調試接口，還包括連接在紅外焦平面陣列和單片機之間的TEC制單元。進一步的說，所述模擬信號調製單元包括低通濾波器和A/D轉換器，所述低通濾波器採用運算放大器，所述A/D轉換器採用14位模數轉換晶片AD6644。進一步的說，所述TEC(熱電冷卻器)控制單元的控制器採用ADN8830晶片。進一步的說，所述單片機採用MSP430晶片，MSP430負責設置溫度點給定，還負責軟體實現增量式PID算法。ADN8830溫度給定引腳上的電壓值是通過DAC8803給定的，給定點為當前的環境溫度點對應的電壓值。當前溫度點的測量是通過溫度傳感器實現的，溫度傳感器型號為TMP100，它與MSP430通過12C總線進行通訊。施密特門在系統中有兩個作用，一個是為輸入信號整形，使輸出電壓的波形的邊沿變得更陡，另一個是對數字的脈衝信號進行濾波，使得幹擾不會使接收方發生誤動作。施密特門採用晶片SN74LVC3G14。FPGA處理器主要功能(I)圖像盲元填充算法；(2)圖像非均勻性校正(3)與CY7C68013的接口部分通訊；(4) SRAM接口部分，實現圖像的暫存；(5)給前端工作時序。
權利要求1.一種基於FPGA的紅外熱成像裝置，其特徵在於包括順序連接的紅外焦平面陣列、模擬信號調製單元、FPGA處理器，還包括連接在紅外焦平面陣列和FPGA的施密特門，所述FPGA處理器連接有單片機、D/A轉換器、SRAM、系統調試接口，還包括連接在紅外焦平面陣列和單片機之間的TEC控制單元。
2.根據權利要求I所述的一種基於FPGA的紅外熱成像裝置，其特徵在於所述模擬信號調製單元包括低通濾波器和A/D轉換器，所述低通濾波器採用運算放大器，所述A/D轉換器採用14位模數轉換晶片AD6644。
3.根據權利要求I所述的一種基於FPGA的紅外熱成像裝置，其特徵在於所述TEC控制單元的控制器採用ADN8830晶片。
4.根據權利要求I所述的一種基於FPGA的紅外熱成像裝置，其特徵在於所述單片機採用MSP430晶片。
專利摘要本實用新型涉及熱成像技術領域，提供了一種基於FPGA的紅外熱成像裝置。其旨在在於提供一種體積小、功耗低等優點，多應用在可攜式設備上的一種非製冷紅外熱成像裝置該紅外熱成像裝置，包括順序連接的紅外焦平面陣列、模擬信號調製單元、FPGA處理器，還包括連接在紅外焦平面陣列和FPGA的施密特門，FPGA處理器連接有單片機、D/A轉換器、SRAM、系統調試接口，還包括連接在紅外焦平面陣列和單片機之間的TEC控制單元。本實用新型用作熱成像裝置。
文檔編號G01J5/00GK202793595SQ20122040864
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月17日 優先權日2012年8月17日
發明者李亮 申請人:成都捷康特科技有限公司