技术领域
[0001] 本
发明涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种红外探测器的驱动电路及红外探测器系统。
背景技术
[0002] 红外探测器驱动电路是连接探测器与主
信号处理板的
桥梁，用于为红外探测器提供供电
电压和各类偏置，使探测器正常工作，输出红外成像信号，并引入到主
信号处理电路，实现光
电信号读出和处理。红外探测器正常工作的各类
偏压要满足一定的容差、可变范围、偏置噪声、最大
电流等。另外由于红外探测器本身及工艺
水平的限制，对外界输入的各类信号十分敏感，且
输出信号弱、易受干扰等。
发明内容
[0003] 本发明
实施例提供一种红外探测器的驱动电路及红外探测器系统，用以完成红外探测器的驱动以及
模拟信号的初步调理。
[0004] 第一方面，本发明实施例提供一种红外探测器的驱动电路，包括：
[0005] 电源电路，用于为驱动电路的芯片供电以及为红外探测器的读出电路供电；
[0006] 偏置电压驱动电路，用于为所述红外探测器提供驱动偏压电平；
[0007] 信号调理电路，用于将所述红外探测器输出的模拟信号进行差分输出。
[0008] 可选的，所述电源电路，包括多路并联设置的低压差线性稳压器LDO；
[0009] 其中，多路的LDO的输入端均连接至VCC，多路的LDO的输出端分别用于为驱动电路的芯片供电以及为红外探测器的读出电路供电。
[0010] 可选的，偏置电压驱动电路，包括模拟偏压电路和数字偏压电路；
[0011] 其中，所述数字偏压电路，用于将FPGA发出的主信号进行电平转换以满足红外探测器的驱动电平要求；
[0012] 所述模拟偏压电路，用于为所述红外探测器提供可调模拟偏压驱动。
[0013] 可选的，所述数字偏压电路，包括多路顺序连接的电平转换电路和RC滤波电路；
[0014] 其中，所述电平转换电路用于将FPGA发出的主信号进行电平转换；
[0015] 所述RC滤波电路包括一阶RC低通
滤波器，所述一阶RC
低通滤波器的截止
频率根据主信号的倍频确定。
[0016] 可选的，所述模拟偏压电路，包括：第一级运放电路和第二级运放电路；
[0017] 其中，所述第一级运放电路包括第一
放大器，所述第一放大器的同相输入端连接至基准电压，所述第一放大器的
反相输入端连接至第一放大器的输出端；
[0018] 所述第二级运放电路包括第二放大器和第三放大器，所述第一放大器的输出端分别通过滑动变阻器接入所述第二放大器和第三放大器的同相输入端，所述第二放大器和第三放大器的反相输入端分别连接至第二放大器和第三放大器的输出端；
[0019] 第二放大器和第三放大器的输出端分别作为所述模拟偏压电路的第一和第二输出端。
[0020] 可选的，所述信号调理电路，包括：参考电路和多路输出电路，所述参考电路的输出端分别连接至多路所述输出电路的输入端；
[0021] 其中，所述参考电路包括第四放大器，所述第四放大器的同相输入端连接至基准电压，所述第四放大器的反向输入端连接至第四放大器的输出端，所述第四放大器的输出端作为参考电压端；
[0022] 任意一路所述输出电路，包括：第五放大器和第六放大器，所述第五放大器的同相输入端连接至所述参考电压端，所述第五放大器的反相输入端连接至所述第五放大器的输出端，所述第六放大器的反相输入端连接至所述第五放大器的反相输入端和第六放大器的输出端；
[0023] 所述第六放大器的同向输入端、第六放大器的输出端以及第五放大器的输出端分别作为所述输出电路的第一、第二、第三输出端。
[0024] 第二方面，本发明实施例提供一种红外探测器系统，所述红外探测器系统包含前述的驱动电路。
[0025] 本发明实施例通过电源电路、偏置电压驱动电路以及信号调理电路，完成了红外探测器的驱动以及模拟信号的初步调理，取得了积极的技术效果。
[0026] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照
说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
[0027] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0028] 图1为本发明第一实施例驱动电路原理
框图；
[0029] 图2为本发明第一实施例电源框图；
[0030] 图3为本发明第一实施例数字偏压原理框图；
[0031] 图4为本发明第一实施例模拟偏压原理框图；
[0032] 图5为本发明第一实施例模拟信号调理原理框图。
具体实施方式
[0033] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0034] 本发明第一实施例提供一种红外探测器的驱动电路，包括：
[0035] 电源电路，用于为驱动电路的芯片供电以及为红外探测器的读出电路供电；
[0036] 偏置电压驱动电路，用于为所述红外探测器提供驱动偏压电平；
[0037] 信号调理电路，用于将所述红外探测器输出的模拟信号进行差分输出。
[0038] 本发明实施例通过改进电源电路、偏置电压驱动电路以及信号调理电路，完成了红外探测器的驱动以及模拟信号的初步调理。
[0039] 可选的，所述电源电路，包括多路并联设置的低压差线性稳压器LDO；
[0040] 其中，多路的LDO的输入端均连接至VCC，多路的LDO的输出端分别用于为驱动电路的芯片供电以及为红外探测器的读出电路供电。
[0041] 具体的说，本实施例提出电源电路的设计方案，包括多路并联设置的低压差线性稳压器LDO，例如在图2中包括三路电源，其中，多路的LDO的输入端均连接至VCC，也即整个电路由VCC统一供电，第一级电源调整由LDO提供，如图2所示，具体的芯片选取方案可以根据需要确定，在本实施例中，可以选用凌特芯片，比如为驱动电路的芯片供电的方案可以选取LT3055，最大输出电流500mA满足8路运放及其他芯片供电；用于为探测器内读出电路提供电源的方案可以选取两路LT1761，最大输出电流100mA，给定带宽内最大噪声只有20uV。
[0042] 可选的，偏置电压驱动电路，包括模拟偏压电路和数字偏压电路；
[0043] 其中，所述数字偏压电路，用于将FPGA发出的主信号进行电平转换以满足红外探测器的驱动电平要求；
[0044] 所述模拟偏压电路，用于为所述红外探测器提供可调模拟偏压驱动。
[0045] 具体的说，本实施例中，红外探测器的驱动偏压分为模拟偏压电路和数字偏压电路，其中：
[0046] 数字偏压电路，用于将FPGA发出的主信号进行电平转换以满足红外探测器的驱动电平要求；数字偏压由主信号处理板FPGA发出，在驱动电路上先由电压转换芯片进行电平转换，以满足探测的驱动电平要求。模拟偏压电路，用于为红外探测器提供可调模拟偏压驱动。
[0047] 可选的，所述数字偏压电路，包括多路顺序连接的电平转换电路和RC滤波电路；
[0048] 其中，所述电平转换电路用于将FPGA发出的主信号进行电平转换；
[0049] 所述RC滤波电路包括一阶RC低通滤波器，所述一阶RC低通滤波器的截止频率根据主信号的倍频确定。
[0050] 具体的说，在本实施例中，如图3所示，数字偏压由主信号处理板FPGA发出，在驱动电路上先由电压转换芯片进行电平转换，以满足探测的驱动电平要求，然后进行RC滤波，滤波电路采用的是一阶RC低通滤波器，截止频率f设计为aMHZ，例如a可以为
数字信号Dig1频率两倍值。如图1、图3所示，在本实施例中数字偏压电路可以包含多路相同电路结构的电平转换电路和RC滤波电路。
[0051] 可选的，所述模拟偏压电路，包括：第一级运放电路和第二级运放电路；
[0052] 其中，所述第一级运放电路包括第一放大器，所述第一放大器的同相输入端连接至基准电压，所述第一放大器的反相输入端连接至第一放大器的输出端；
[0053] 所述第二级运放电路包括第二放大器和第三放大器，所述第一放大器的输出端分别通过滑动变阻器接入所述第二放大器和第三放大器的同相输入端，所述第二放大器和第三放大器的反相输入端分别连接至第二放大器和第三放大器的输出端；
[0054] 第二放大器和第三放大器的输出端分别作为所述模拟偏压电路的第一和第二输出端。
[0055] 具体的说，如图4所示，模拟偏压电路满足电压可调、噪声低且驱动电流小，在本实施例中包括第一级运放电路和第二级运放电路，在本实施例中，可以采用ADI公司的电压基准芯片ADR443提供基准电压eV，稳压
精度可达±3mV。基准电压输出后先由第一级运放电路(U1)进行电压跟随，增大驱
动能力，其中，如图4所示，第一级运放电路包括第一放大器U1，第一放大器U1的同相输入端连接至基准电压，第一放大器U1的反相输入端连接至第一放大器U1的输出端。
[0056] 然后分别由第二级运放电路(U2、U3)再进行电压调整，U2、U3运放输入端前有滑动变阻器，由滑动变阻器配合分压
电阻调整输入电压，具体的，第二级运放电路包括第二放大器U2和第三放大器U3，第一放大器U1的输出端分别通过滑动变阻器接入第二放大器U2和第三放大器U3的同相输入端，第二放大器U2和第三放大器U3的反相输入端分别连接至第二放大器U2和第三放大器U3的输出端。
[0057] 可选的，所述信号调理电路，包括：参考电路和多路输出电路，所述参考电路的输出端分别连接至多路所述输出电路的输入端；
[0058] 其中，所述参考电路包括第四放大器，所述第四放大器的同相输入端连接至基准电压，所述第四放大器的反向输入端连接至第四放大器的输出端，所述第四放大器的输出端作为参考电压端；
[0059] 任意一路所述输出电路，包括：第五放大器和第六放大器，所述第五放大器的同相输入端连接至所述参考电压端，所述第五放大器的反相输入端连接至所述第五放大器的输出端，所述第六放大器的反相输入端连接至所述第五放大器的反相输入端和第六放大器的输出端；
[0060] 所述第六放大器的同向输入端、第六放大器的输出端以及第五放大器的输出端分别作为所述输出电路的第一、第二、第三输出端。
[0061] 具体的说，在本实施例中，如图5所示，参考电路包括第四放大器U4，第四放大器U4的同相输入端连接至基准电压，第四放大器U4的反向输入端连接至第四放大器U4的输出端，第四放大器U4的输出端作为参考电压端。
[0062] 红外探测器模拟信号共有8个输出端，单端输出，动态范围mV～nV。因此，在本实施例中输出电路包含8路差分运放芯片，如图5所示，由电压基准芯片提供基准电源，8路单端模拟信号分别通过8路差分运放芯片转为
差分信号，调整后的八路差分模拟信号中心电平适配后端
模数转换芯片。
[0063] 如图5所示，第一路输出电路，包括：第五放大器U411和第六放大器U412，第五放大器U411的同相输入端连接至参考电压端，第五放大器U411的反相输入端连接至第五放大器U411的输出端，第六放大器U412的同相输入端连接至第五放大器U411的反相输入端和第六放大器U412的输出端；
[0064] 第六放大器U412的反向输入端、第六放大器U412的输出端以及第五放大器U411的输出端分别作为输出电路的第一、第二、第三输出端，如图5中OUT1、OUT1+、OUT1-，参见图5所示，可以采用相同输出电路结构的8路实现与8路单端模拟信号的连接。
[0065] 例如，在本实施例中某红外探测器需要的各类模拟偏压如表1所示：
[0066] 表1探测器各类模拟偏压
[0067]
[0068] 数字偏压如表2所示：
[0069] 表2探测器各类数字偏压
[0070]
[0071] 红外探测器驱动电路一方面需要给探测器提供电源和各类偏置信号，另一方面需要对模拟信号进行信号调理，需要合理设计电路方案和芯片选型。此外，电路设计要考虑高抗干扰性，尽量减少信号在传输过程中受到的干扰。
[0072] 本发明的技术方案通过采用两级LDO电源调整的方式，保证了各类芯片的电源；提供了具有良好
信噪比得探测器偏置电源；提高了电源效率；节约了芯片使用数量及成本。本实施例提出的模拟信号的调理方式，增加了模拟
信号传输的驱动能力；提供了信号的
稳定性及抗干扰能力；最大化的利用了模拟信号的动态输出，给后端模数转换提供了便利条件。
[0073] 本发明第二实施例提供一种红外探测器系统，所述红外探测器系统包含前述的驱动电路。
[0074] 本实施例中驱动电路的驱动板是模数结合电路，包括数字信号驱动、模拟信号驱动和模拟信号调整部分。应用于某型红外探测器，连接红外探测器和主信号处理电路。
[0075] 将前述驱动电路运用于某型红外焦平面探测器上，完成探测器的驱动与模拟信号的初步调理。
[0076] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0077] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0078] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和
权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
