10微米非制冷红外焦平面阵列芯片
二极管原理非制冷红外焦平面阵列的集成设计
ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｏ ｈ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｏ ｏ ｅ ｅｏ ｅ ｆｒ ｔ ｅ ｐ ｌ ｔｏ ｓ ｆ ｌ ｗ ｃ ｓ ｎ ｈ ｇ ｐ ｒｏ ｍ ａ ｃ ｕ ｃ ｏｅ ｉ ｆａ ｅ ｉ ａ ｉｇ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｃ ｏ ｔ ａ ｄ ｉ ｈ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｎ ｏ ｌｄ ｎ ｒ ｒｄ ｍ ｇｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ．
大的优 势 。 出 电路是 基 于标 准 Ｃ 读 ＭＯ Ｓ工艺进行 设计 的 。 ２ ｘ ４ ３ ０ ２ ０规模 的 焦平 面阵列利 用 Ｃ ＭＯＳ标 准 工 艺和 ＭＥ ＭＳ工 艺集成 已经得到 了结构 实验 结果 。研 究 并测得 二极 管像 元 的正 向压 降的温度 变化 率 约为一 ．ｍＶ Ｋ。分析 和 实验证 明 了二极 管原理 非制 冷红 外 焦平 面阵列 的设 计和 工 艺可行性 ， 一项 １ ／ ５ 是
Ｉｓｔｔ ｆＭｉｒｅｅｔ ｎｃ ｆＣｈｎｓ ａ ｅ ｆＳ ｉ ｃｓ Ｂ ｉｎ ０ ０ ９ ｈｎ ） ｎｔｕｅｏ ｃｏｌｃ ｏ ｉｓｏ ｉｅｅＡｃｄｍｙ ｏ ｃｅ ｅ， ｅ ｉｇ１ ０ ２ ，Ｃ ｉａ ｉ ｒ ｎ ｊ
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｄ ｓｇ ａ ｄ ｆｂ ｃ ｔ ｎ ｆ ｕ ｃ ｏｅ ｄｏ ｅ ｎｒｒｄ ｆ ｃ ｌｐａ ｅ ｒａ （ Ｐ ｓｒ ｃ：Ｔ ｅ ｅｉｎ ｎ ａ ｒ ａｉ ｏ ｎ ｏ ｌｄ ｉｄ ｉｆ ｅ ｏ ａ ｌｎ ａｒｙ Ｆ Ａ）ｈ ｖ ｅ ｎ ｉ ｏ ａ ａ ｅ ｂ ｅ
非制冷红外焦平面阵列信号处理电路的设计-概述说明以及解释
非制冷红外焦平面阵列信号处理电路的设计-概述说明以及解释1.引言1.1 概述非制冷红外焦平面阵列是一种重要的红外传感器，具有广泛的应用前景。
与传统冷却红外焦平面阵列相比，非制冷红外焦平面阵列不需要额外的冷却机制，因此具有更小、更轻、更便捷的特点。
由于其在热成像、火情监测、夜视、目标探测、红外光谱等领域具有广泛的应用价值，因此其电路设计成为研究的重点。
本文旨在探讨非制冷红外焦平面阵列信号处理电路的设计，重点是要分析其原理、应用，并提出相应的设计要点。
通过对非制冷红外焦平面阵列的深入研究和分析，可以揭示其内在机制，为信号处理电路的设计提供理论依据和实践指导。
文章的结构主要由引言、正文和结论三个部分构成。
在引言部分，我们将对非制冷红外焦平面阵列进行一个整体的概述，介绍其基本原理、特点和应用范围。
同时，我们还将介绍文章的结构，以便读者能够清晰地了解整篇文章的组织结构，方便查找所需信息。
通过本文的研究，我们期望能够为非制冷红外焦平面阵列信号处理电路的设计提供一些有益的指导，促进其在相关领域的应用与发展。
同时，我们还将展望非制冷红外焦平面阵列信号处理电路在未来的发展方向，为后续研究提供一定的参考依据。
总之，本文将深入探讨非制冷红外焦平面阵列信号处理电路的设计，通过对其原理和应用的研究，提出相应的设计要点，并对其未来的发展进行展望。
希望本文能为相关领域的研究人员和工程师提供一些有益的启示和参考。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为以下几个部分进行叙述和分析：第一部分是引言部分，主要对非制冷红外焦平面阵列信号处理电路的设计进行概述和介绍。
其中包括对该领域的背景和意义进行阐述，以及对文章结构和目的进行说明。
第二部分是正文部分，主要包括两个重要内容。
首先，对非制冷红外焦平面阵列的原理和应用进行详细介绍，包括其工作原理、结构组成和相关应用领域。
其次，介绍信号处理电路的设计要点，包括对信号的采集、预处理和解调等环节进行详细分析和设计方案的阐述。
非制冷红外焦平面探测器及其典型应用
SWIR
• 可使用常规可见光 镜头，可透过玻璃 成像
• 可探测1.06μm及 1.55μm激光
• 可复现可见光图像 细节Fra bibliotekMWIR
• 在高温、潮湿的海 洋大气条件下，中 波红外的传输优于 长波红外
• 如舰船发动机等高 温目标中波红外特 征明显
• 中波制冷红外的技 术成熟度
LWIR
• 长波红外在地面大 气环境的传输最好
11
红外成像技术—发展史
1800年， 赫胥尔发现了红外线 （水银温度计）
光机扫描、红外 摄像管技术
1800 1901年，Langley 利用探测到 1/4英里外的一头牛（电阻
1930
式测辐射热计）
1940
光机扫描红外成像技术 非制冷型红外成像技术
1956
AIM-9响尾蛇导弹
民用红外成像有望呈现爆发式增长。
9
红外成像探测器技术
制冷光子型
原理：光子型探测 优势：成像距离远，成像清晰，响应时间快，可高帧频工作（400Hz)； 劣势：系统功耗大，体积大，成本高，运行时间受制冷机寿命限制； 应用：红外雷达，光电吊舱，导引头等远距离观测与跟踪高端军用
• 长波红外与室温目 标的红外辐射光谱 的匹配最好
• 战场环境烟雾环境 适应性好
• 非制冷长波红外成 像成本较低
IRay Confidential
4
红外成像技术优势
隐蔽性好 全天时
被动式目标成像与识别，隐 蔽性好
能真正做到24小时全天时监控， 不受白天黑夜影响
抗电磁干扰
不受电磁影响，能远距离精 确跟踪热目标
准全天候
作用距离远
可穿透烟雾、雾霾、云雾成像， 在恶劣天气条件下的成像效果 几乎不受影响。
基于ADN8830的非制冷红外焦平面温度控制电路设计
基于ADN8830的非制冷红外焦平面温度控制电路设计红外技术作为一种发现、探测和识别目标的重要手段在军民两用技术中有着广泛的应用，非制冷红外焦平面阵列技术的发展极大地提高了系统的性能。
非制冷红外热像仪采用的是不需要制冷的热探测器焦平面阵列，利用红外辐射使焦平面上敏感像元的温度改变，从而使电阻随之改变，来探测目标的温度特性。
所以，只有尽可能地保证焦平面阵列中各敏感像元自身基准温度稳定且一致，才能够提高热像仪的探测灵敏度，减小系统后期非均匀性校正的难度，最终从根本上提高热像仪的探测灵敏度，改善热像仪的成像性能。
目前，在实际的非制冷红外焦平面阵列探测器中采用半导体热电制冷器(TEC)来稳定基准温度。
在此着重介绍一种基于ADN8830的高性能TEC温度控制电路及其PID补偿网络的调节方法。
1 温度控制电路设计TEC(Thermo Electric Cooler)是用两种不同半导体材料(P型和N型)组成PN结，当PN结中有直流电通过时，由于两种材料中的电子和空穴在跨越PN结移动过程中的吸热或放热效应(帕尔帖效应)，就会使PN结表现出制冷或制热效果，改变电流方向即可实现TEC的制冷或制热，调节电流大小即可控制制热制冷量输出。
利用TEC稳定目标温度的方法如图1所示。
图1中第一部分是温度传感器。
这个传感器是用来测量安放在TEC端的目标物体的温度。
期望的目标物体温度是用一个设定点电压来表示，与温度传感器产生的代表实际目标物体温度的电压通过高精度运算放大器进行比较，然后产生误差电压。
这个电压通过高增益的放大器放大，同时也对因为目标物体的冷热端引起的相位延迟进行补偿，然后再驱动H桥输出，H桥同时控制TEC电流的方向和大小。
当目标物体的温度低于设定点温度时，H桥朝TEC致热的方向按一定的幅值驱动电流；当目标物体的温度高于设定点温度时，H桥会减少TEC的电流甚至反转TEC的电流方向来降低目标物体温度。
当控制环路达到平衡时，TEC的电流方向和幅值就调整好了，目标物体温度也等于设定的温度。
基于I 2C的新型非制冷红外焦平面温度控制系统
引言
近 几年来 ，红外成 像技 术突 发猛进 ，而 作为 科技 进 步 新 型 产物 的非 制 冷 型红 外 成 像 系 统 以其 价 格 较 低 、体 积小 、功耗 相对 较低 等优 点迅速 占领 了红外 成 像 技术 的市场 ，而对红 外焦 平面探 测器 的温度 控制 也 理所 当然 成为 了红外 技术 的关键 技术之 一 。 基 于微 测 辐 射 热 计 原 理 的非 制 冷 型 红 外 焦平 面 （Ｒ Ａ）是利用 红外 辐射 引起热 敏像 元 的温 度上 升 ， Ｉ Ｒ） 导致 自身 阻值 发 生变化 ，改变读 出 的电压值 ，从 而探
ｒｎ ｅａ ± ００ ５Ｃ． ｔｉ ｒ ｖ ｓｔｅｔｍｐ ｒｔｒ ｔｂｌ ｙ ｏ ｃ ｌ ｌｎ ｒａ ｓ ａ ｄｐ ｏ ｉｅ ｒｃｉａｉ ａ ｇ ｔ ．０ ￣ Ｉ ｍｐ ｏ ｅ ｅ ｅａｕｅ ｓａ ｉ ｔ ｆｆ ａ ｐａ ｅａｒ ｙ ． ｎ ｒ ｖｄ ｓａｐ ａ ｔ ｌ ｙ ｈ ｉ ｏ ｃ ｔ
中图分类号 ：Ｔ １ Ｎ２ ６ 文 献标识码 ：Ａ 文章编 号 ： １０ —８ １２ １ ）６０ ５ ３ ０ １８ ９ （０ ００ ．３ ３０
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｗ ２ ｂ ｓ ｄ Ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｒ ｌ ｎ ｙ ｔ ｍ ｓｇ ｆ Ｎｅ Ｉ Ｃ． ａ ｅ ｅ ｅ ａ ｕ ｅＣｏ ｔ ｏ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ａ
（ 电予科技大学 光 电信息学院 电子溥膜 与集成器件 国家重点实验室，四川 成都 ６０ ５ ） １０ ４
摘要：论述 了非制出温度控制原理，在此基础上提
出使用 ＭＡ １７ Ｘ ９ ８对 Ｔ Ｃ进行 闭环 自动控制的方案，并使用 Ｄ Ｃ芯片 Ａ ５６ Ｒ作为温度参考电压 Ｅ Ａ Ｄ ６５ 输入芯片，使用 Ｉ ２ Ｃ协议完成精确定点温度控制，实现 了 将非制冷红外焦平面阵列在不同的环境 下稳
非制冷红外焦平面阵列器件驱动电路的研究
压 电路、单芯片焦 平面温度控 制 电路 和基 于现场 可编程 门 阵列器件 的 时序逻辑 驱动 电 路 。实验 表 明，该 驱 动 电路 的控 温 精度 优 于 ００ ． ５℃，直 流 偏 压 电源 精 度 高 ，噪声低 ，时
序驱动合理 。
关 键词：非制冷红外焦 平面 阵列；驱动 电路；现场 可编程 门 阵列；热 电致冷器
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第２ ’ ６ ９－ 期 ； 巷第
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红 Ｊ 外
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文 章 编号 ： １ ７ —７ ５ ２０ ）６０ ０ －４ ６ ２８ ８ （０ ８０ －０ ００
非 制 冷 红 外 焦 平 面 阵 列 器 件 驱 动 电路 的研 究
１ 引 言
近年来， 非制冷红外焦平面阵列器件 （ Ｆ Ａ ＵＰ） 性能 的提 高，以及 其光谱宽 、成本低、体积 小、
功 耗 低 等 诸 多 优 点 ，使 其 在 军 事 侦 察 、导 航 、安
Ｕ Ｐ Ｆ Ａ是 非 制 冷 红 外 热 成 像 系 统 的核 心 ，决
定 了系 统 的性 能参 数和 成像 质量 。为 了进 一步
中图分类号 ： Ｔ ７６ 文献标识码 ： Ａ Ｎ ８
Ｓｔ ｙ ｏ ｒ ｖ ｉ ｃ ｔ ｆ ｒ Ｕ ｎｃ ｏ ｅ ｎｆ ａ ｅ ｕｄ ｆＤ ｉ ｅ Ｃ ｒ ｕｉ ｏ ｏ ｌｄ Ｉ ｒ ｒ ｄ Ｆｏｃ ｌＰｌ ｎｅ Ａ ｒ ａ ａ ａ ｒ ｙ
ＱＩ ｅ —ａ ｇ Ｒ Ｎ Ｗ ｎｇ ｎ ， ＡＮＧ Ｘｉｇ Ｇ — ｕ ｎ ， ＡＯ Ａｉ ａ ｈ
ｓｑ ｅ ｃ ｒ ａｅ ｎａｆ ｌ— ｒｇａ ｅ ｕｎ ｅ ｓ ｄｏ ｅ ｐ ｏ ｒｍｍａ ｌ ｇ ｔ ｒａ Ｆ ＧＡ） ｅｐ ｃｉｅｙ Ｔｈ ｐ ｒ ｎａ ｓ ｌ ｈ ｗ ｂ ｉｄ ｂｅ ａｅａｒｙ（ Ｐ ｒｓｅ ｔ ｌ． ｅ ｘ ｅｉ ｔｌｅｕｔ ｓ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｒ ｓ
【国家自然科学基金】_非制冷红外焦平面_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
科研热词 非制冷红外成像 焦平面阵列 光学读出 面光源 非制冷 远红外热像 读出电路(roic) 衍射光学 薄膜 脊髓拴系综合征 红外光学 等效电学模型 电学比拟 特征分析 热电制冷器(tec) 成像系统 微测辐射热计 微梁 变焦距系统 光学设计
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
科研热词 红外光学系统 光学设计 非制冷 距离 衍射光学 红外测温 红外成像 红外变焦 焦平面阵列 温度标定 消热差 测温精度 折射/衍射混合 建模 噪声 mems
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
科研热词 非制冷红外焦平面阵列 非制冷红外成像 非均匀校正算法 非均匀校正 非制冷红外探测器 非制冷 衍射元件 线性变换 红外焦平面阵列 红外图像 红外光学系统 真空封装 物理电子学 焦平面阵列 热工学 温度控制 时序控制 无基底 局部极值 局部加热 实时处理 多级均值 图像处理 图像增强 光学读出 光学设计 光学工程 信号处理系统 低温封接 tec pid adn8830
非制冷红外焦平面阵列进展
（ ｉｃ ｎ ｖｃｓ ｎ ｔ ｒｔｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｐ ｒ ｎ， ｎｔｕｅｏ ｃｏ ｌ ｔ ｎｃ ｆ Ｓｌ ｏ ｉｅ ａ ｄＩ ｅ ａｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙＤｅ ａｔ ｔ Ｉｓ ｔｔ ｆ ｉ Ｄｅ ｎ ｇ ｍｅ ｉ Ｍｉｒｅｅ ｒ ｉｓ ｃｏ ｏ
型 、 ． 容 型 非 制 冷 ＩＦ Ａ 和 应 用 光 力 学 效 应 的 非 制 冷 Ｉ Ｆ Ａ、 于 法 布 里 － 罗微 腔 阵 列 的 热 电 ＲＰ ＲＰ 基 珀
非 制 冷 Ｉ Ｆ Ａ。 ＲＰ
关键 词 ： 投非 制冷 红 外成像 技 术 ； 非制冷 红 外焦 平面 阵 列 ； 敏 电阻 ； 热 热释 电 ； 电堆 ； 一 热 热 电
ｓａ ｅｏ ｖ ｒ ｌ ｅ ｒ ｓ ｎ ａｉ ｅｕ ｃ ｏ ｅ ＲＦ Ａ ｒ ｕ ｔｔ ｆ ｅ ｅ ａ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｌｄ Ｉ Ｐ ａ ｅｓ ｍｍａ ｉ ｅ ． ｈ ｙ ａ ｅｔ ｅ ｍｉｔ ｒｍｏ ｅ ｐ ｒ ｅ ｅ ｔ ｃ ｓ ｒ ｖ ｒ ｄ Ｔ ｅ ｒ ｒ ｓｏ ｄ ， ｙ ｏ ｌｃ ｒ ｚ ｈ ｉ ｍ ｏ ｅ ｈ ｒ ｐ ｌ ｄ ，ｄ ｏ ｅ ｍｏ ｅ ｈ ｒ ｏ ｃ ｐ ｃ ｔ ｒ ｍｏ ｅ Ｉ Ｐ ａ ｄ ｏ ｔ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｕ ｃ ｏ ｅ ｄ ，ｔ ｅ ｍｏ ｉ ｍｏ ｅ ｉ ｄ ｄ ，ｔ ｅｍ － ａ ａ ｉ ｄ ＲＦ Ａ ｎ ｐ ｏ ｃ ａ ｉ ａ ｎ ｏ ｌｄ ｅ ｏ
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何 伟， 焦斌斌 ， 薛惠琼 ， 毅 ， 欧 陈大 鹏 ， 叶甜 春 ｆ 中科 院微 电子研 究所 硅器 件 与集 成技 术研 究 室 ， 北京 １０ ２） ０ ０９
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10微米非制冷红外焦平面阵列芯片
10微米非制冷红外焦平面阵列芯片是一种用于红外光学成像
的核心元件。
它由许多微小的像素组成，每个像素可以感测并记录其对应区域的红外辐射。
这些芯片的像素尺寸为10微米，说明每个像素的尺寸仅为10微米，非常微小。
与制冷红外焦平面阵列芯片不同，10微米非制冷红外焦平面
阵列芯片无需冷却，可以直接在室温下工作。
这使得它在成本和实用性方面都具有优势。
这种芯片通常由硅基材料制成，并采用特殊的红外感测器技术，使其能够在红外波段范围内工作。
10微米非制冷红外焦平面阵列芯片广泛应用于军事、安防、
工业检测、医疗和消费电子等领域。
它们可以用于红外夜视设备、红外热成像仪、红外热测温仪等设备中，帮助人们观察红外辐射并获取相关信息。
总的来说，10微米非制冷红外焦平面阵列芯片是一种重要的
红外光学成像技术，具有较低的成本和更广泛的应用领域。
通过非制冷技术，它们可以在常温下工作，并在多个行业中发挥关键作用。