一种红外焦平面阵列探测器的读出电路及其控制方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种红外焦平面阵列探测器的读出电路及其控制方法。该读出电路包括行选电路和流水线模数转换器，并且行选电路的行选使能信号输入端连接到流水线模数转换器的校准启动信号输入端。当输入行选使能信号时，该行选使能信号也输入校准启动信号输入端并启动流水线模数转换器内的校准模块进行校准。本发明的实施例中，用行选使能信号作为校准启动信号，使前台校准变成了伪后台校准。在大规模非制冷红外焦平面读出电路的应用中，该控制方式相对于传统的前台校准方式，可在使用过程中实时校准数据，相对于后台校准方式，可以提高读出电路的资源利用率。
【专利说明】—种红外焦平面阵列探测器的读出电路及其控制方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及红外焦平面阵列探测器【技术领域】，尤其是涉及一种红外焦平面阵列探测器的读出电路及其控制方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]在红外焦平面阵列探测器的读出电路中，自校准其中的流水线模数转换器(Pipeline ADC)的方法通常包括数字前台自校准方法和数字后台自校准方法。
[0005]数字前台自校准方法是通过一个准确的斜坡信号作为输入信号将ADC的误差提取并以数字方式储存于片上内存中，在ADC工作于正常的状态下，在数字输出端在数字重建过程中将其误差按照一定的算法补偿掉。
[0006]数字后台自校准方法是利用与信号相关的伪随机信号将Pipeline ADC每级的误差提取，而伪随机信号通过输入信号的大小来加I或者减I来控制输入到ADC时溢出问题的产生，由于ADC溢出使之产生非线性误差，这种误差不能被校准从而影响了 ADC的精度。有些现有技术使用了小幅度的伪随机信号，且输入信号未达到满摆幅来保证ADC的溢出问题，但由于小幅度的伪随机信号不易收敛，故其需要较长的收敛时间。这种情况对某些应用是不允许的。
[0007]数字后台自校准方法是用一定的算法将ADC的误差提取，并在数字输出端重建的过程将这些误差消除的过程。数字后台自校准技术本身不需要准确的校准源，而且随着现代ADC的采样速度越来越快和CMOS工艺尺寸越来越小，使得校准所需时间越来越短。该技术在现代ADC设计中被广泛的采用。
[0008]但是，传统的红外焦平面读出电路的pipeline ADC的前台校准方式，不能实时校准数据，而后台校准方式需要利用很多芯片资源。用传统的红外焦平面读出电路的控制方式去控制pipeline ADC的校准，在工程应用中存在缺陷，如:资源利用率低，不能实时校准数据。
[0009]
【发明内容】
[0010]本发明的目的之一是提供一种能够有效提高读出电路资源利用率、并且能够实时校准数据的红外焦平面阵列探测器的读出电路及其控制方法。
[0011]本发明公开的技术方案包括:
提供了一种红外焦平面阵列探测器的读出电路，其特征在于，包括:行选电路，所述行选电路连接到红外焦平面阵列探测器的行上，用于选择所述红外焦平面阵列探测器的行，所述行选电路包括行选使能信号输入端；流水线模数转换器，所述流水线模数转换器连接到所述红外焦平面阵列探测器，用于将所述红外焦平面阵列探测器输出的信号转换成数字信号，所述流水线模数转换器包括校准启动信号输入端；其中所述行选使能信号输入端连接到所述校准启动信号输入端，当从所述行选使能信号输入端输入行选使能信号时，所述行选使能信号也输入所述校准启动信号输入端并启动所述流水线模数转换器内的校准模块进行校准。
[0012]本发明的实施例中，还提供了一种前述的红外焦平面阵列探测器的读出电路的控制方法，其特征在于，包括:接收行选使能信号；将所述行选使能信号输入到流水线模数转换器的校准启动信号输入端，用所述行选使能信号启动所述流水线模数转换器内的校准模块进行校准。
[0013]本发明的实施例中，用行选使能信号作为校准启动信号，由于采用了自前台校准的pipeline ADC控制方式，因此使前台校准变成了伪后台校准。在大规模非制冷红外焦平面读出电路的应用中，该控制方式相对于传统的前台校准方式，可在使用过程中实时校准数据，相对于后台校准方式，可以提高读出电路的资源利用率。
[0014]
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明一个实施例的红外焦平面阵列探测器及其读出电路的示意图。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图详细说明本发明的实施例的红外焦平面阵列探测器的读出电路及其控制方法。
[0018]如图1所示，本发明的一个实施例中，红外焦平面阵列探测器10的读出电路包括行选电路20和流水线模数转换器30。
[0019]行选电路20连接到红外焦平面阵列探测器10的行上，用于根据行选信号选中红外焦平面阵列探测器10的某行。该行选电路20包括行选使能信号输入端ι.ο?_θη。行选使能信号可以从该行选使能信号输入端row_en输入。该行选使能信号用于使能行选电路20，即，该行选使能信号使行选电路20能够执行其行选功能。
[0020]流水线模数转换器30连接到红外焦平面阵列探测器10上，用于将红外焦平面阵列探测器10输出的信号转换成数字信号。
[0021]流水线模数转换器10包括校准启动信号输入端Cali_EN。该校准启动信号输入端Cal i_EN用于输入校准启动信号，校准启动信号用于启动流水线模数转换器10内的校准模块(图中未示出)，使校准模块开始进行校准。也就是说，当校准启动信号输入端输入了校准启动信号时，该校准启动信号启动流水线模数转换器10内的校准模块开始对该流水线模数转换器10进行校准。
[0022]如图1所示，本发明的一个实施例中，行选电路20的行选使能信号输入端row_en连接到流水线模数转换器30的校准启动信号输入端Cali_EN。当从行选使能信号输入端row_en输入行选使能信号时,该行选使能信号同时也输入到校准启动信号输入端Cali_EN并启动流水线模数转换器30内的校准模块开始对该流水线模数转换器30进行校准。也就是说，本发明的实施例中，用行选电路20的行选使能信号作为流水线模数转换器30的校准启动信号。
[0023]因此，本发明的一个实施例中，前述实施例中的红外焦平面阵列探测器的读出电路的控制方法可以包括:接收行选使能信号，并将行选使能信号输入到流水线模数转换器的校准启动信号输入端，用该行选使能信号启动该流水线模数转换器内的校准模块进行校准。
[0024]本发明的一个实施例中，图1中的m行η列红外焦平面阵列探测器的工作过程可以如下所示。
[0025]第O时刻，第O行中所有列的数据在积分，此时，行选使能信号row_en作为pipeline ADC内校准模块的校准启动信号Cali_EN，启动pipeline ADC进行校准。
[0026]第I时刻，第I行中所有列的数据在积分，此时，第O行中所有列的数据在A/D。
[0027]第2时刻，第2行中所有列的数据在积分，此时，第I行中所有列的数据在A/D。
[0028]第3时刻，第3行中所有列的数据在积分，此时，第2行中所有列的数据在A/D。
[0029]以此类推，第m-Ι时刻，第m-Ι行中所有列的数据在积分，此时，第m_2行中所有列的数据在A/D ;第m时刻，第m行中所有列的数据在积分，此时，第m_l行中所有列的数据在A/D;第m+1时刻，积分电路不工作，此时，第m行中所有列的数据在A/D。
[0030]本发明的实施例中，用行选使能信号作为校准启动信号，由于采用了自前台校准的pipeline ADC控制方式，因此使前台校准变成了伪后台校准。在大规模非制冷红外焦平面读出电路的应用中，该控制方式相对于传统的前台校准方式，可在使用过程中实时校准数据，相对于后台校准方式，可以提高读出电路的资源利用率。
[0031]以上通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。此外，以上多处所述的“一个实施例”表示不同的实施例，当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。
【权利要求】
1.一种红外焦平面阵列探测器的读出电路，其特征在于，包括: 行选电路，所述行选电路连接到红外焦平面阵列探测器的行上，用于选择所述红外焦平面阵列探测器的行，所述行选电路包括行选使能信号输入端； 流水线模数转换器，所述流水线模数转换器连接到所述红外焦平面阵列探测器，用于将所述红外焦平面阵列探测器输出的信号转换成数字信号，所述流水线模数转换器包括校准启动信号输入端； 其中所述行选使能信号输入端连接到所述校准启动信号输入端，当从所述行选使能信号输入端输入行选使能信号时，所述行选使能信号也输入所述校准启动信号输入端并启动所述流水线模数转换器内的校准模块进行校准。
2.一种如权利要求1的红外焦平面阵列探测器的读出电路的控制方法，其特征在于，包括: 接收行选使能信号； 将所述行选使能信号输入到流水线模数转换器的校准启动信号输入端，用所述行选使能信号启动所述流水线模数转换器内的校准模块进行校准。
【文档编号】G01J5/10GK104266763SQ201410485254
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】吕坚, 阙隆成, 牛润梅, 刘慧芳, 周云 申请人:电子科技大学