专利名称：高密度大靶面探测器阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电探测领域，特别适用于探测红外光经大气传输后 光场的高密度大靶面探测器阵列。
背景技术：
一般来说，探测器排列阵列面越大，电路设计的难度就越大，风
险也就越高；而且如果阵列过大，电路板一次加工成功也比较困难。 若把整个靶面划分为若干个小的模块，上述问题便得以解决首先， 减小了电路设计的难度，降低了设计风险。若把整个电路做在一块电 路板上，不但电路设计难度大，而且电路板也不易加工，电路的稳定 性无法得到保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种高密度大靶面探测器阵列，将探测器集 中于模块上，多个模块再集合成探测测器阵列，这样，便于检查电路， 更换其中的损坏部份，电路的稳定性也有很大提高。
本发明的技术方案如下
高密度大靶面探测器阵列，其特征在于在一个框架上安装若干个 探测器阵列模块，每个探测器阵列模块是在一块电路板上印刷有多个 探测器构成阵列，每个探测器的输出端接入放大器，放大器输出信号 接入采样保持电路，采样保持电路的输出信号输出线接入模拟开关， 模拟开关的信号输出接入到数据采集卡，采集卡信号输出接入到计算
机，单片机有控制信号线接入与模拟开关的控制端，有地址与控制信 号线接入到探测器阵列，数据采集卡有同步信号输入到单片机。
所述的探测器阵列模块共十六个，在框架上按4*4排列，每个探 测器模块中有六十四个探测器，按8*8排列。
把耙面分成若干个模块，每个模块上的电路除了部分电阻阻值不 同外，其他部分基本一样，设计筒单，并且调试也比较方^更。即便是 某一个模块坏掉，只需换掉该模块而不会影响其他模块。其次，降低 了设备的制造成本。这种设备所用探测器造价高，并且不同的探测器 个体差异也比较大，在构成探测阵列的时候要尽量选择特性较为 一致 的探测器，这样才能使外界条件对整个靶面探测器的影响趋于一致。 若将靶面做成一块，需要选择出安装整个靶面所需数量的性能参数相 似的探测器。由于探测器的参数离散分布，选择出大量性能参数相近 的探测器需要购买更多的探测器，剩余的部分就被闲置。模块化设计 只需要购置靶面所需数量的探测器，每个模块所需探测器数量相对较 少，只要挑取性能参数一致的单个模块所需数量的探测器即可，不同 模块之间探测器的参数可以不同。这样便减少了闲置的探测器数量， 降低了成本。最后，模块化设计的探测器阵列制造起来也比较简单， 而且可靠性高，即便以后出现问题，也只需要在对应的模块中查找， 维护起来比较方便。
耙面的规才各为100cm*100cm，整个靶面被分为16个24cm*24cm 的探测模块，每个模块上有64个探测器，共有1024个探测单元。
在进行电路设计时，首先把模拟电路和与控制有关的数字电路分
开放置，这样可以有效的避除模拟和数字电路之间的相互干扰。其次， 对于比较复杂的控制电路要独立放置，这种布局既可以保证在调试时 只在控制模块上做改动而不涉及其他模块，又有利于设备的功能扩 展。最后，在每个模块内，只放置前级放大电路，用于把探测器输出
的微弱信号放大到所需要的程度，这样做原因有二第一，这样做可 以尽量缩短探测器到放大器之间的距离，减少了传输过程中对探测器 输出的微弱信号的衰减，而且也降低了产生干扰的可能；第二，前级 电路技术已经成熟， 一旦确定下来，在调试时就基本上不需要对各个 模块逐一做什么改动，进一步减小了调试的工作量。
图1:本发明探测器位置示意图。
图2:本发明模块装配图。
图3:本发明各模块内连线。
图4:本发明各个探测器放大电路。
图5:本发明原理图。
具体实施例方式
单元内探测器的排列方式如附图1所示，模块是由8行8列共 64个探测器组成的探测阵列，每个模块内的64个探测器要挑选特性 较为接近的，这样可以使外界条件对阵列内探测器的影响趋向一致， 便于对模块进行调试。这样做还有一个原因由于各个探测器特性有 所差异，所以各个模块都并非标准产品，这样挑选传感器可以使各模 块特性近似一致，便于用同一装置对各个模块进行调试，从而降低了
探测器阵列的机械装配图如附图2所示。通过固定支架可以把整 个阵列固定到某载体上，通过传动装置去调整阵列面的俯仰至所需要 的角度。
探测器输出的微弱信号需经过如附图3所示的放大电路放大后 才能被后面的电路使用。在放大电路中，探测器相当于一个阻值随光 照强度变化而变化的电阻，光照射时，探测器阻值变化，从而造成探 测器和电阻R的分压比发生变化，因此可以通过测定方文大器输出电压 的变化来反映光强的变化。
在模块内，探测器信号经放大器后的框图如附图4所示。输出的 信号先送入采样保持器，然后再送入八路^t拟开关。八路it拟开关就 是八^各开关，可以通过他的三个控制端选通8个中的任何一个，所以 每八个探测器可以共用一个。每个模块用8个8路模拟开关。模拟开 关和采样保持器均由单片机控制。8个模拟开关的输出接在一起即为 附图5中的从每个模块中引出的数据线。
附图5显示的是各个模块的连接和控制。单片机的工作状态由数 据采集卡发出的同步信号控制。对于每个模块，其上面的64个探测 器都可以通过单片机进行寻址。方法如下首先单片机通过"控制信 号线"发送信号给模拟开关，该信号决定了选中阵列中的哪个模块； 然后，单片机再通过"地址及控制信号线，，控制每个模块内的模拟开 关，从而选中某一个探测器，这样探测器的数据先后经过放大器—采 样保持器—模块内模拟开关—外部模拟开关—数据采集卡，至此便完成了对一个探测器的数据采集任务。
阵列内各个探测器的寻址，是通过单片机来实现的。在每个模块 内，同一行探测器的地址是连续的，但是不同行之间的地址不是连续
的，即编排地址时并不是把每个模块的64个探测器地址顺序编排完 毕后再顺序遍其他模块的探测器的地址，而是从左至右先编排由16 个模块组成的整个阵列的第一行32个探测器，然后是整个阵列的第 二行，依次类推。例如在整个阵列第一行的四个模块中，模块一的 第一行的8个探测器从左至右地址依次为0到7,模块二的第一行的 8个探测器从左至右地址依次为8到15;模块三的第一行从左至右依 次为16到23;模块四的第一行从左至右依次为24到31,这样阵列 中的第一行探测器地址编排完毕，接着再编排整个阵列的第二行，依 次类推便实现了对整个阵列所有探测器的寻址。这样的地址编排方式 使采集到的数据在计算机屏幕上显示的行和列严格的与探测器阵列 的行与列对应了起来，看起来更加直观，而且在调试和维护的时候能 够很方便地定位到所要找的探测器的位置。
权利要求
1、高密度大靶面探测器阵列，其特征在于在一个框架上安装若干个探测器阵列模块，每个探测器阵列模块是在一块电路板上印刷有多个探测器构成阵列，每个探测器的输出端接入放大器，放大器输出信号接入采样保持电路，采样保持电路的输出信号输出线接入模拟开关，模拟开关的信号输出接入到数据采集卡，采集卡信号输出接入到计算机，单片机有控制信号线接入与模拟开关的控制端，有地址与控制信号线接入到探测器阵列，数据采集卡有同步信号输入到单片机。
2、 根据权利要求1所述的高密度大靶面探测器阵列，其特征在于 所述的探测器阵列模块共十六个，在框架上按4*4排列，每个 探测器模块中有六十四个探测器，按8*8排列。
全文摘要
本发明公开了一种高密度大靶面探测器阵列，是在一个框架上安装若干个探测器阵列模块，每个探测器阵列模块是在一块电路板上印刷有多个探测器、采样保持电路构成阵列，采样保持电路的输出信号输出线接入模拟开关，模拟开关的信号输出接入到数据采集卡，单片机有控制信号线接入与模拟开关的控制端。将探测器集中于模块上，多个模块再集合成探测测器阵列，这样，便于检查电路，更换其中的损坏部分，电路的稳定性也有很大提高。
文档编号G01J1/44GK101183024SQ20071019127
公开日2008年5月21日 申请日期2007年12月7日 优先权日2007年12月7日
发明者枫 何, 侯再红, 毅 吴, 秦来安, 谭逢富 申请人:中国科学院安徽光学精密机械研究所