本文關(guān)鍵詞：碲鎘汞長(zhǎng)波紅外焦平面器件讀出后處理技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)波紅外焦平面器件讀出后信號(hào)的處理,對(duì)于提升長(zhǎng)波紅外焦平器件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的信噪比具有重要的意義。本課題致力于基于碲鎘汞長(zhǎng)波紅外焦平面器件讀出后處理技術(shù)研究,對(duì)解決碲鎘汞長(zhǎng)波紅外焦平面器件暗電流對(duì)系統(tǒng)長(zhǎng)積分時(shí)間要求的限制問題的方法展開了探討。在新一代地球同步軌道三軸穩(wěn)定衛(wèi)星平臺(tái)遙感儀器的研制要求中,對(duì)碲鎘汞長(zhǎng)波紅外焦平面器件需求依然迫切。但由于長(zhǎng)波波段的背景輻射較強(qiáng),長(zhǎng)波紅外焦平面器件暗電流比較大,焦平面器件還未達(dá)到系統(tǒng)需求的積分時(shí)間,其積分電容就已經(jīng)達(dá)到飽和。因此為滿足系統(tǒng)長(zhǎng)積分時(shí)間的要求,研究碲鎘汞長(zhǎng)波紅外焦平面器件讀出后處理技術(shù)具有重要意義。由于長(zhǎng)波紅外焦平面器件的暗電流會(huì)限制長(zhǎng)波焦平面器件的積分時(shí)間,本文對(duì)產(chǎn)生暗電流的四種物理機(jī)制,建立了相應(yīng)的電流機(jī)制模型,探討了長(zhǎng)波紅外焦平面器件輸出信噪比與積分時(shí)間的平方根存在正比的關(guān)系。針對(duì)長(zhǎng)波紅外焦平面器件的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),給出了相應(yīng)的信息處理方案及處理流程。通過對(duì)延長(zhǎng)長(zhǎng)波紅外焦平面器件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的等效積分時(shí)間的不同技術(shù)的探討,說明了多幀累加技術(shù)在長(zhǎng)波紅外焦平面器件讀出后處理技術(shù)中的可行性,建立多幀累加平均技術(shù)提高焦平面器件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)信噪比的數(shù)學(xué)模型,著重分析了不同噪聲對(duì)多幀累加提高信噪比的影響。從低噪聲需求角度出發(fā),設(shè)計(jì)完成了一套與碲鎘汞長(zhǎng)波紅外焦平面器件相匹配的信息獲取電路,包括焦平面器件驅(qū)動(dòng)脈沖設(shè)計(jì),模擬信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì),片上數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì),信號(hào)傳輸與存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)。并建立相應(yīng)的噪聲模型,通過實(shí)驗(yàn)完成了信息獲取電路的噪聲測(cè)試。搭建了碲鎘汞長(zhǎng)波紅外焦平面器件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了長(zhǎng)波紅外焦平面器件的暗電流、時(shí)間噪聲及信噪比等部分性能參數(shù)的測(cè)試。實(shí)現(xiàn)了對(duì)長(zhǎng)波紅外焦平面器件讀出后的信號(hào)的多幀累加處理,驗(yàn)證了不同狀態(tài)下多幀累加技術(shù)提高焦平面器件系統(tǒng)信噪比以及降低噪聲等效溫差的效果。
【關(guān)鍵詞】：長(zhǎng)波紅外 焦平面器件 信噪比 多幀累加
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN215
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 課題背景及意義11
• 1.2 紅外探測(cè)器的發(fā)展11-15
• 1.3 紅外探測(cè)器的噪聲及信噪比分析15-20
• 1.3.1 紅外探測(cè)器噪聲分析15-19
• 1.3.2 紅外探測(cè)信噪比分析19-20
• 1.4 課題研究的內(nèi)容與章節(jié)安排20-21
• 2 需求與關(guān)鍵技術(shù)分析21-31
• 2.1 焦平面器件讀出后處理需求分析21
• 2.2 長(zhǎng)波紅外焦平面器件信號(hào)處理流程21-24
• 2.3 多幀累加技術(shù)24-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 3 長(zhǎng)波紅外焦平面器件讀出后處理硬件電路設(shè)計(jì)31-51
• 3.1 長(zhǎng)波紅外焦平面器件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)31-32
• 3.2 信息獲取硬件電路基本概述32-33
• 3.3 信息獲取及處理硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)33-38
• 3.3.1 電源模塊設(shè)計(jì)33
• 3.3.2 焦平面器件偏置電路及驅(qū)動(dòng)脈沖設(shè)計(jì)33-35
• 3.3.3 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)35-38
• 3.3.4 PCB設(shè)計(jì)38
• 3.4 信號(hào)調(diào)理電路的噪聲分析38-40
• 3.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換40-43
• 3.6 FPGA信息處理模塊設(shè)計(jì)43-48
• 3.7 數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)計(jì)48-50
• 3.8 本章小結(jié)50-51
• 4 技術(shù)實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析51-75
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方法及原理概述51-52
• 4.1.1 信息獲取電路空板噪聲測(cè)試方案51
• 4.1.2 焦平面器件信號(hào)獲取及處理實(shí)驗(yàn)方案51-52
• 4.2 信息獲取電路板噪聲性能測(cè)試52-55
• 4.3 焦平面器件性能測(cè)試55-61
• 4.3.1 焦平面器件暗電流56-59
• 4.3.2 焦平面器件時(shí)間噪聲及信噪比59-61
• 4.4 多幀累加技術(shù)對(duì)系統(tǒng)信噪比的影響61-74
• 4.4.1 焦平面器件系統(tǒng)噪聲來源61-63
• 4.4.2 多幀累加平均技術(shù)的實(shí)現(xiàn)63-71
• 4.4.3 多幀累加技術(shù)對(duì)焦平面器件噪聲等效溫差的影響71-74
• 4.5 本章小結(jié)74-75
• 5 總結(jié)與展望75-77
• 5.1 總結(jié)75-76
• 5.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳效雙;許嬌;胡偉達(dá);王俊;陳勇國;黃燕;周孝好;陸衛(wèi);;長(zhǎng)波HgCdTe紅外探測(cè)器的暗電流機(jī)理研究進(jìn)展[J];紅外技術(shù);2015年05期

2 龔學(xué)藝;蘇曉鋒;黃思婕;董玉翠;陳凡勝;;紅外探測(cè)器信息獲取系統(tǒng)噪聲特性[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2015年01期

3 李龍;孫浩;朱西安;;碲鎘汞長(zhǎng)波探測(cè)器暗電流仿真分析[J];紅外技術(shù);2014年01期

4 謝寶蓉;馮書誼;方彩婷;張寧;;基于數(shù)字TDI技術(shù)的紅外成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];紅外技術(shù);2013年04期

5 史衍麗;;第三代紅外探測(cè)器的發(fā)展與選擇[J];紅外技術(shù);2013年01期

6 李春來;林春;陳小文;丁學(xué)專;王建宇;;星載長(zhǎng)波紅外焦平面成像系統(tǒng)[J];紅外與激光工程;2012年09期

7 李葉飛;曹瓊;楊勇;董瑤海;;我國極軌氣象衛(wèi)星的發(fā)展[J];上海航天;2012年04期

8 雍朝良;段東;許春;陳凡勝;;紅外探測(cè)器暗電流測(cè)試方法研究[J];紅外技術(shù);2012年04期

9 陳哠;李煜;白丕績(jī);;基于像素累積積分的紅外讀出電路研究[J];紅外技術(shù);2012年01期

10 曾戈虹;;紅外熱探測(cè)器的物理機(jī)理及性能分析[J];紅外技術(shù);2011年04期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王淦泉;;風(fēng)云四號(hào)氣象衛(wèi)星多通道掃描成像輻射計(jì)[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

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