【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及红外探测器读出电路，具体涉及一种低噪声红外探测器读出电路。
技术介绍
1、红外探测技术利用探测目标和成像背景之间的红外辐射能量差异，能使人获得肉眼无法直接得到的信息。红外探测器可用于温度控制、火灾预防和机器视觉系统、体温监测和疾病诊断、监测温室气体排放等。随着对红外探测器性能要求的提高，对探测器读出电路动态范围要求提升，而动态范围受到电路噪声的影响很大，降低电路噪声可以有效提升动态范围。
2、因此，现在亟需一种能降低噪声的电路结构，将其用于红外探测器读出电路，使读出电路的动态范围更大。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种低噪声红外探测器读出电路，以解决现有技术中红外探测器读出电路噪声不够低、动态范围不够大的技术问题。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、第一方面，提供了一种低噪声红外探测器读出电路，包括：依顺次相连接的积分输入模块、采样保持模块、源跟随器模块、列级开关电容模块和模数转换模块；
4、所述积分输入模块用于对输入光电流进行积分和复位得到两个电压信号；
5、所述采样保持模块用于对积分输入模块输出的两个电压信号根据采样脉冲的时间差进行两次采样；其中一次采样积分前的电压值，另一次采样积分结束的电压值；控制两次采样脉冲的时间差，使两点处的噪声相同；再将两次采样得到的电压通过列级开关电容模块进行作差计算处理，最后通过模数转换模块输出。
6、进一步的，所述积分输入模块包
7、进一步的，所述采样保持模块包含传输门开关s3和电容c3。
8、进一步的，所述源跟随器模块包括nmos管m1和m2。
9、进一步的，所述列级开关电容模块包括电容c4和c5，nmos管开关s5和s6，传输门开关s4和第二运算放大器。
10、进一步的，所述列级开关电容模块按以下方式进行工作：vpix采样复位电压时，先打开开关s4、s5，得到电容c4上存储电荷量q4，电容c5上存储电荷q5；vpix采样积分电压时，关断开关s4、s5，打开开关s6，电容c4上存储电荷为q4’，电容c5上存储电荷为q5’，q4、q5之和与q4’、q5’之和相等，得到输出端电压为两个电压之差；噪声电压和失调电压相互抵消，消除噪声与电压失调。
11、进一步的，所述模数转换模块为10bit，速度20m的sar adc。
12、进一步的，所述低噪声红外探测器读出电路为阵列式，控制信号包括行选信号和列选信号。
13、第二方面，提供了一种低噪声红外探测器，使用第一方面所述的低噪声红外探测器读出电路，读取输入的光电流信号，积分得到电压信号，再顺序读出为数字信号。
14、由上述技术方案可知，本专利技术的有益技术效果如下：
15、1.电路结构为像素级采用单开关电容采样，后接源跟随器，再接入列级开关电容电路作为减法器，可以节省更多面积，把多出的面积用于更大的采样电容，可以抑制kt/c噪声，同时，列级减法器置于源跟随器后级，可以消除采用现有技术电路结构时，源跟随器会带来的固定模式噪声，进一步降低电路噪声，提高信噪比，增大读出电路动态范围。
16、2.根据采样脉冲的时间差进行两次采样；其中一次采样积分前的电压值，另一次采样积分结束的电压值；控制两次采样脉冲的时间差，使两点处的噪声相同，再将两次采样得到的电压通过列级开关电容模块进行作差计算处理，既能消除复位噪声，又能抑制低频噪声，可以显著改善电路信噪比。
17、3.第二运算放大器的失调电压vos与电路噪声vnoise在两次采样时都保持不变，噪声电压和失调电压相互抵消，消除了噪声与电压失调。
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1.一种低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，包括：依顺次相连接的积分输入模块、采样保持模块、源跟随器模块、列级开关电容模块和模数转换模块；
2.根据权利要求1所述的低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，所述积分输入模块包括光电二极管、运算跨导放大器、两个传输门开关S1和S2及两个电容C1和C2。
3.根据权利要求1所述的低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，所述采样保持模块包含传输门开关S3和电容C3。
4.根据权利要求1所述的低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，所述源跟随器模块包括NMOS管M1和M2。
5.根据权利要求1所述的低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，所述列级开关电容模块包括电容C4和C5，NMOS管开关S5和S6，传输门开关S4和第二运算放大器。
6.根据权利要求5所述的低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，所述列级开关电容模块按以下方式进行工作：Vpix采样复位电压时，先打开开关S4、S5，得到电容C4上存储电荷量Q4，电容C5上存储电荷Q5；
7.根据权利要求1所述的低噪声红外探测器
8.根据权利要求1所述的低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，所述低噪声红外探测器读出电路为阵列式，控制信号包括行选信号和列选信号。
9.一种低噪声红外探测器，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述的低噪声红外探测器读出电路，读取输入的光电流信号，积分得到电压信号，再顺序读出为数字信号。
...【技术特征摘要】
1.一种低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，包括：依顺次相连接的积分输入模块、采样保持模块、源跟随器模块、列级开关电容模块和模数转换模块；
2.根据权利要求1所述的低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，所述积分输入模块包括光电二极管、运算跨导放大器、两个传输门开关s1和s2及两个电容c1和c2。
3.根据权利要求1所述的低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，所述采样保持模块包含传输门开关s3和电容c3。
4.根据权利要求1所述的低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，所述源跟随器模块包括nmos管m1和m2。
5.根据权利要求1所述的低噪声红外探测器读出电路，其特征在于，所述列级开关电容模块包括电容c4和c5，nmos管开关s5和s6，传输...
【专利技术属性】
技术研发人员：史浩飞，刘生详，邵丽，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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