专利汇可以提供基于积分量化的红外读出电路及积分器动态输出范围的扩大方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且为了使ROIC读出 电路 总的 信号 积分 电压 远大于积分器运放本身的有限输出范围,使得ROIC读出电路的动态范围大大提高,本 发明 提供了一种基于积分量化的红外读出电路及积分器动态输出范围的扩大方法。其中电路包括红外感应单元、积分器和量化器;所述积分器包括 运算 放大器 和积分电容Cint1;所述红外感应单元的输出端接积分器的输入端,所述积分器的输出端接量化器的输入端;其特殊之处在于:所述 运算放大器 的同向输入端接电压Vref。,下面是基于积分量化的红外读出电路及积分器动态输出范围的扩大方法专利的具体信息内容。
1.基于积分量化的红外读出电路,包括红外感应单元、积分器和量化器;所述积分器包括运算放大器和积分电容Cint1;所述红外感应单元的输出端接积分器的输入端,所述积分器的输出端接量化器的输入端;
其特征在于:
还包括加减法器;所述加减法器包括驱动电容Cint2;驱动电容Cint2的负极接数模转换电压Vdac,驱动电容Cint2的正极分别与开关P1和P2的一端连接,开关P1的另一端接电压Vref,开关P2的另一端接所述积分电容Cint1的正极以及所述运算放大器的反向输入端;所述量化器的输出信号DM和DL控制所述数模转换电压Vdac的变化值;所述积分电容Cint1的负极接运算放大器的输出端以及量化器的输入端;所述运算放大器的同向输入端接电压Vref。
2.根据权利要求1所述的基于积分量化的红外读出电路,其特征在于:所述电压Vref为可调电压或固定电压。
3.根据权利要求2所述的基于积分量化的红外读出电路,其特征在于:
所述开关P1和P2的状态根据时序控制:
积分时,P2开;
量化时,P1关、P2开;
作加减法运算时,P1开、P2关;
P1、P2不能同时关。
4.根据权利要求1或2所述的基于积分量化的红外读出电路,其特征在于:所述量化器为1.5bit量化器。
5.根据权利要求1或2所述的基于积分量化的红外读出电路,其特征在于:所述红外感应单元包括依次连接的虚拟电阻Rd、N-MOS场效应管、P-MOS场效应管和感应电阻Rs;所述N-MOS场效应管和P-MOS场效应管的漏极相连且与所述运算放大器的反向输入端相连。
6.权利要求1至5任一所述红外读出电路中积分器动态输出范围的扩大方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)设定运算放大器同向输入端的电压Vref的值,根据电压Vref将积分器总的有效积分时间T分割为m个相等的子积分时间段t,t=T/m;m为大于1的自然数;
2)积分:在一个子积分时间段t内将红外读出电路采集的像元产生的电荷保存在积分电容Cint1中;
3)量化及加减法运算:
3.1)对运算放大器的输出进行量化,产生量化码DM和DL;
3.2)根据所述量化码DM和DL的输出组合,确定是否在所述积分电容Cint1中加/减驱动电容Cint2的电荷;所述驱动电容Cint2的电荷由运算放大器的同向输入端的电压Vref和驱动电容Cint2负极端的数模转换电压Vdac确定;
4)重复步骤2)~3),直至积分总时间达到所述有效积分时间T,此时积分器的输出电压Vresidue,m作为红外读出电路的输出电压Vout,m。
7.根据权利要求6所述的红外读出电路中积分器动态输出范围的扩大方法,其特征在于,所述m的取值根据公式Vref>=(T/m)*Imax/CCint1确定;所述Imax为积分最大电流;CCint1为所述积分电容Cint1的电容值。
8.根据权利要求7所述的红外读出电路中积分器动态输出范围的扩大方法,其特征在于,所述步骤3.2)中加减法运算的具体方法为:
当DM和DL为00时,在积分电容Cint1中加入驱动电容Cint2的电荷;
当DM和DL为01时,积分电容Cint1中的电荷不变;
当DM和DL为10时,在积分电容Cint1中减去驱动电容Cint2的电荷。
9.根据权利要求7所述的红外读出电路中积分器动态输出范围的扩大方法,其特征在于:
所述步骤4)中红外读出电路的输出具体为:
DM,i、DL,i为将积分器输出进行第i次量化后的数字输出;
Vresidue,m为第m次扩大处理后积分器的输出电压。
方法
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