[01203825]室温热成像系统

室温热成像系统项目主要是开发具有高集成度、高性能、小型化、低成本特点的室温热成像系统。红外成像系统包括探测器、逻辑时序电路、恒温控制电路、数字信号处理电路、图像输出显示电路、电源和I/0接口等部分组成。一、硬件设计1、电源电路和偏置电源电路在电路设计上可以采取一些措施：（1）进行电源滤波，给所有器件均匀分配电源功率以减少噪声，给各器件提供干净均匀的电源并使之尽可能靠近电源；（2）尽量将平行布线间的串扰减至最小，实际布线时是在两条脉冲信号线间加地线来处理的；（3）平缓输入时钟的边沿，减少时钟毛刺。在输入到FPGA的时钟和输入到红外焦平面阵列的时钟前都加一个匹配电阻；（4）隔离大电流和小电流模块，降低地线毛刺影响。电路中将TEC温控电路和其他直流电压信号、脉冲信号的电路进行不共地处理；数字地线和模拟地线之间加磁珠隔离。2、逻辑时序电路在本系统中，时序逻辑电路采用FPGA实现，其主要作用有：（1）在系统上电时产生控制偏置电源输出顺序的时序逻辑；（2）用于产生读取探测器图像信号的时序逻辑；（3）产生用于消除由探测器温度累积而产生的直流偏量的时序逻辑控制；（4）产生数字信号处理电路部分DSP对各种外设操作所需的时序逻辑控制信号；（5）产生模数和数模转换电路进行转换所需的时钟和控制信号；（6）bootloader启动信号产生模块；（7）视频信号处理模块。3、恒温控制电路4、信号预处理和AD转换5、数字信号处理单元二、图像处理中的算法三、系统功能模块参数 恒温控制电路参数：设定控温电路的温度电压值为1.754V时，每隔8分钟测量一次，测得的UFPA输出电压与测试时间的关系如图3所示。从数据可以看出，UFPA输出电压在1.7555V到1.7558V间波动，最大波动电压为0.3mV，温度控制精度为0.026℃。逻辑驱动电路：红外焦平面阵列器件工作在电子扫描状态，微辐射热计采用脉冲电压偏置，对红外辐射进行逐行积分，然后将目标的红外辐射转换为电流信号；而读出电路逐点读出像素电流信号，并由读出电路的电容反馈跨导放大器（CTIA）转换为电压信号，最终由多路复用器将经过放大的信号逐行输出。应用前景：室温热成像系统的应用领域覆盖了国防、安全保卫、消防、车辆驾驶、警务、工业过程监测、灾害防止等广泛领域。其应用领域的拓展依赖于系统的价格。由于室温热成像系统技术目前正处于新的转折前夜，其整机价格较之过去已明显下降，但是总的情况仍处于高位，目前军用仍占主要成分，民用仍难以承受其价格方面的压力，价格问题仍是阻碍其民用领域普及应用的关键性因素，但未来随着大批量投产，价格大幅下降，民用领域会迅速扩大。