述第四開關(guān)K4連接在基準(zhǔn)電壓與第三運(yùn)算放大器A3的電源正極端之間，用于控制第三運(yùn)算放大器A3輸出光電壓采樣信號的緩沖時間；
[0032]第四運(yùn)算放大器A4，所述第四運(yùn)算放大器A4的同相輸入端連接第三運(yùn)算放大器A3的輸出端、反相輸入端連接輸出端、電源負(fù)極端接地以及電源正極端連接基準(zhǔn)電壓，第四運(yùn)算放大器A4將從同相輸入端接收的光電壓米樣信號放大，通過輸出端輸出放大后的光電壓米樣信號；
[0033]第五開關(guān)K5，所述第五開關(guān)K5連接在基準(zhǔn)電壓與第四運(yùn)算放大器A4的電源正極端之間，用于控制第四運(yùn)算放大器A4輸出光電壓采樣信號的緩沖時間。
[0034]該實(shí)施例中，控制第四開關(guān)K4通路、第五開關(guān)K5斷路，所述第三運(yùn)算放大器A3的同相輸入端開始接收從采樣電容C2輸出的光電壓采樣信號；控制第五開關(guān)K5通路，所述第四運(yùn)算放大器A4的同相輸入端開始接收從第三運(yùn)算放大器A3輸出端輸出的光電壓米樣信號。因此，通過逐次控制第四開關(guān)K4以及第五開關(guān)K5通路，從而將采樣電容C2中的光電壓采樣信號依次進(jìn)行全擺幅輸出，提高光電壓采樣信號的輸出質(zhì)量。
[0035]作為該實(shí)施例的一個優(yōu)選實(shí)施方式，可以在將光電壓采樣信號進(jìn)行輸出的同時，信號輸入模塊進(jìn)行光電流信號的積分，以及積分采樣保持模塊進(jìn)行光電壓信號的采樣與保持，從而實(shí)現(xiàn)同時進(jìn)行信號積分與輸出，提高紅外焦平面陣列中讀出電路信號輸出的效率。
[0036]在其中一個實(shí)施例中，如圖3所示，所述紅外焦平面陣列讀出電路還包括時序控制電路模塊300，所述時序控制電路模塊300分別與負(fù)電荷栗模塊103、信號輸入模塊100、積分采樣保持模塊101以及增益放大模塊102連接，用于向所述負(fù)電荷栗模塊103、信號輸入模塊100、積分采樣保持模塊101以及增益放大模塊102提供時序脈沖。因此，保證紅外焦平面陣列讀出電路正常有序的運(yùn)行。
[0037]以下是本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方式，如圖2所示:
[0038]通過時序控制電路模塊提供時鐘信號，控制紅外焦平面陣列讀出電路中各模塊的工作:控制第一開關(guān)Kl斷路、第二開關(guān)K2通路，使得積分電容Cl電壓為基準(zhǔn)電壓，處于復(fù)位狀態(tài)；控制第二開關(guān)K2斷路、第一開關(guān)Kl通路，第一運(yùn)算放大器Al的電源負(fù)極端接收負(fù)電荷栗模塊預(yù)設(shè)的負(fù)偏壓，使得第一運(yùn)算放大器Al的共模輸入電壓為零，通過輸出端輸出放大后的光電流信號至積分電容Cl，積分電容Cl將光電流信號轉(zhuǎn)換為光電壓信號，達(dá)到預(yù)設(shè)積分時間之后，控制第一開關(guān)Kl斷路；控制第三開關(guān)K3通路，第二運(yùn)算放大器A2的電源負(fù)極端接收負(fù)電荷栗模塊預(yù)設(shè)的負(fù)偏壓，使得第二運(yùn)算放大器A2的共模輸入電壓為零，通過輸出端輸出光電壓信號至采樣電容C2，采樣電容C2對所述光電壓信號進(jìn)行采樣和保持，達(dá)到預(yù)設(shè)采樣保持時間之后，控制第三開關(guān)K3斷路；控制第四開關(guān)K4通路、第五開關(guān)K5斷路，第三運(yùn)算放大器A3的同相輸入端開始接收從米樣電容C2輸出的光電壓米樣信號，達(dá)到預(yù)設(shè)輸出時間之后，控制第五開關(guān)K5通路，第四運(yùn)算放大器A4的同相輸入端開始接收從第三運(yùn)算放大器A3輸出端輸出的光電壓采樣信號，并進(jìn)行輸出。
[0039]因此，通過預(yù)設(shè)的負(fù)偏壓，使得第一運(yùn)算放大器Al以及第二運(yùn)算放大器A2的共模輸入電壓為零，從而使得積分電容Cl電壓以及采樣電容C2電壓從基準(zhǔn)電壓變化到接地電壓，實(shí)現(xiàn)光電流信號全擺幅積分以及光電壓信號全擺幅采樣保持，并將光電壓采樣信號進(jìn)行全擺幅緩沖輸出，從而延長了積分時間，輸出全擺幅信號，達(dá)到提高紅外焦平面陣列中讀出電路的信號輸出質(zhì)量的目的。
[0040]以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
[0041]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種紅外焦平面陣列讀出電路，其特征在于，包括:負(fù)電荷栗模塊、相互連接的信號輸入模塊以及積分采樣保持模塊、以及與所述積分采樣保持模塊連接的增益放大模塊，所述負(fù)電荷栗模塊分別與信號輸入模塊以及積分采樣保持模塊連接； 所述信號輸入模塊包括第一運(yùn)算放大器以及積分電容，第一運(yùn)算放大器的電源負(fù)極端接收負(fù)電荷栗模塊輸出的負(fù)偏壓、調(diào)節(jié)共模輸入電壓，所述第一運(yùn)算放大器將從反相輸入端接收的光電流信號放大，通過輸出端輸出放大后的光電流信號至積分電容；所述積分電容將光電流信號轉(zhuǎn)換為光電壓信號； 所述積分采樣保持模塊包括第二運(yùn)算放大器以及采樣電容，第二運(yùn)算放大器的電源負(fù)極端接收負(fù)電荷栗模塊輸出的負(fù)偏壓、調(diào)節(jié)共模輸入電壓，所述第二運(yùn)算放大器將從同相輸入端接收的光電壓信號放大，通過輸出端輸出放大后的光電壓信號至采樣電容，所述采樣電容對所述光電壓信號進(jìn)行采樣和保持； 所述增益放大模塊將采樣的光電壓信號進(jìn)行緩沖輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外焦平面陣列讀出電路，其特征在于，所述信號輸入模塊還包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，所述第一開關(guān)連接在第一運(yùn)算放大器的輸出端和積分電容之間，所述第二開關(guān)連接在基準(zhǔn)電壓與積分電容之間，通過控制第一開關(guān)和第二開關(guān)通路或斷路，使得積分電容處于復(fù)位狀態(tài)或者積分狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外焦平面陣列讀出電路，其特征在于，所述第一運(yùn)算放大器為折疊式共源共柵運(yùn)算放大器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外焦平面陣列讀出電路，其特征在于，所述積分采樣保持模塊包括第三開關(guān)，所述第三開關(guān)連接在基準(zhǔn)電壓與第二運(yùn)算放大器的電源正極端之間，用于控制采樣電容的采樣時間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外焦平面陣列讀出電路，其特征在于，所述第二運(yùn)算放大器為五管運(yùn)算放大器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外焦平面陣列讀出電路，其特征在于，所述增益放大模塊包括: 第三運(yùn)算放大器，所述第三運(yùn)算放大器的同相輸入端連接采樣電容、反相輸入端連接輸出端、電源負(fù)極端接地以及電源正極端連接基準(zhǔn)電壓，第三運(yùn)算放大器將從同相輸入端接收的光電壓采樣信號放大，通過輸出端輸出放大后的光電壓采樣信號； 第四開關(guān)，所述第四開關(guān)連接在基準(zhǔn)電壓與第三運(yùn)算放大器的電源正極端之間，用于控制第三運(yùn)算放大器輸出光電壓采樣信號的緩沖時間； 第四運(yùn)算放大器，所述第四運(yùn)算放大器的同相輸入端連接第三運(yùn)算放大器的輸出端、反相輸入端連接輸出端、電源負(fù)極端接地以及電源正極端連接基準(zhǔn)電壓，第四運(yùn)算放大器將從同相輸入端接收的光電壓采樣信號放大，通過輸出端輸出放大后的光電壓采樣信號； 第五開關(guān)，所述第五開關(guān)連接在基準(zhǔn)電壓與第四運(yùn)算放大器的電源正極端之間，用于控制第四運(yùn)算放大器輸出光電壓采樣信號的緩沖時間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外焦平面陣列讀出電路，其特征在于，還包括時序控制電路模塊，所述時序控制電路分別與負(fù)電荷栗模塊、信號輸入模塊、積分采樣保持模塊以及增益放大模塊連接，用于向所述負(fù)電荷栗模塊、信號輸入模塊、積分采樣保持模塊以及增益放大模塊提供時序脈沖。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種紅外焦平面陣列讀出電路，包括負(fù)電荷泵模塊、相互連接的信號輸入模塊以及積分采樣保持模塊、以及與所述積分采樣保持模塊連接的增益放大模塊，所述負(fù)電荷泵模塊分別與信號輸入模塊以及積分采樣保持模塊連接。通過預(yù)設(shè)或者調(diào)節(jié)負(fù)偏壓，使得第一運(yùn)算放大器以及第二運(yùn)算放大器的共模輸入電壓為零，從而使得積分電容電壓以及采樣電容電壓從基準(zhǔn)電壓變化到接地電壓，實(shí)現(xiàn)光電流信號全擺幅積分以及光電壓信號全擺幅采樣保持，并將光電壓采樣信號進(jìn)行全擺幅緩沖輸出，從而延長了積分時間，輸出全擺幅信號，達(dá)到提高紅外焦平面陣列中讀出電路的信號輸出質(zhì)量的目的。
【IPC分類】G01J5/34
【公開號】CN105222900
【申請?zhí)枴緾N201510586598
【發(fā)明人】郝立超, 岳龍, 賴燦雄, 陳輝, 王曉晗, 侯波, 郝明明, 路國光, 黃云, 恩云飛
【申請人】工業(yè)和信息化部電子第五研究所
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月15日