高靈敏度長(zhǎng)波制冷紅外熱成像系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路及電源設(shè)計(jì).pdf

1、隨著紅外熱成像系統(tǒng)在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，設(shè)計(jì)高靈敏度的紅外熱成像系統(tǒng)顯得更加重要。通過(guò)對(duì)紅外探測(cè)器自身及硬件處理電路的噪聲進(jìn)行分析，可以看出在選定紅外探測(cè)器的情況下，影響系統(tǒng)靈敏度的主要因素為驅(qū)動(dòng)電路中探測(cè)器偏置電壓的噪聲、信號(hào)調(diào)理與采集電路所引入的噪聲和系統(tǒng)電源的噪聲。因此，本文旨在通過(guò)設(shè)計(jì)低噪聲驅(qū)動(dòng)電路和低噪聲、高效率系統(tǒng)電源來(lái)提高紅外熱成像的靈敏度。
　　首先，針對(duì)低噪聲驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，本文深入分析了組成驅(qū)動(dòng)電

2、路的運(yùn)算放大器的噪聲模型，并根據(jù)噪聲模型推導(dǎo)和計(jì)算電路輸出噪聲，提出低噪聲電路設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了極低噪聲驅(qū)動(dòng)電路。具體包括兩個(gè)部分：設(shè)計(jì)了低噪聲偏置電壓電路，降低紅外探測(cè)器固定圖像噪聲和散粒噪聲；設(shè)計(jì)了低噪聲模擬信號(hào)調(diào)理電路和全差分信號(hào)采集電路，降低紅外模擬信號(hào)調(diào)理、傳輸和采集過(guò)程中引入的噪聲。最終完成驅(qū)動(dòng)電路的原理圖設(shè)計(jì)和多層PCB的布局布線。
　　其次，針對(duì)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)，深入研究不同電源設(shè)計(jì)技術(shù)的工作原理和設(shè)計(jì)原則，為系統(tǒng)電源設(shè)

3、計(jì)提供理論依據(jù)。并結(jié)合系統(tǒng)電源的各項(xiàng)需求，如FPGA等數(shù)字電路要求電源具有高瞬態(tài)響應(yīng)、高效率、大電流等特性，前端模擬電路要求電源具有低噪聲、高精度等特性，以低噪聲、高效率為出發(fā)點(diǎn)，提出多級(jí)多路的電源設(shè)計(jì)架構(gòu)。并在此基礎(chǔ)上，完成系統(tǒng)電源中各模塊部分的原理圖設(shè)計(jì)和多層PCB的布局布線。
　　測(cè)試結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路偏置電壓最低噪聲有效值僅為6.12μV（1Hz～100KHz），證明了低噪聲偏置電壓電路的有效性；本文設(shè)計(jì)的系