2．2 脈沖電壓信號驅動電路的設計

　　探測器工作所涉及的時序不只一個，幾個時序要求同步，所以最理想的方法就是用一個晶振源通過可編程邏輯器件產生所需的時序脈沖。

　　(1)MC(Master Clock)是對整個器件進行操作的基礎，所有操作都在MC的控制下協作統一。MC控制寄存器進行像素尋址。MC的頻率不能高于384×288 MHz，且其占空比為50％。MC的上升和下降時間需低于lO ns。

　　(2)積分脈沖INT(Integration Phase)是使ULO3191進行每一行像素積分的信號。當INT為高電平時，允許對來自微測輻射熱計的一行像元信號進行積分。INT必須在MC的上升沿改變狀態，同時必須是RESET信號的低電平期間。

(3)RESET信號能使UL03191復位，這樣，UL03191就會從探測器的有效區域的第一行開始積分。RESET信號必須在MC的上升沿改變狀態，且RESET信號不能在一幀內發生兩次及以上。RESET信號時長至少為1倍MC時間，其下降沿必須在INT下降沿之前。

　　本方案采用Xilix公司的CPLD器件XC2C128為探測器提供時鐘信號、RESET、積分脈沖INT等信號。CPLD通過對27 MHz晶振進行4分頻，為MC提供6．75 MHz頻率時鐘。紅外焦平面的有效尺寸為384×288，即384列，288行。這里取紅外圖像的幀頻為50 Hz。脈沖時序的仿真圖如圖3所示。

　　2．3 溫度檢測及控制電路的設計

　　非制冷焦平面熱像儀的“非制冷”是指其可在某個恒定室溫下工作，而不像低溫制冷型熱像儀那樣工作溫度通常低于200 K。而熱敏元件的溫度將直接影響熱像儀的探測靈敏度和成像性能，只有盡量使探測器陣列所有像元溫度保持在某個相同的恒定室溫下，才能從根本上提高熱像儀的探測靈敏度，抑制由此引起的工作波動，因此設計一個高精度的溫控系統是完成高性能非制冷焦平面熱像儀設計的關鍵。

　　本方案采用AD公司的ADN8830溫度控制芯片，它是優秀的單芯片、高集成度、高輸出效率、高性能的TEC驅動模塊之一。小于O．5％的TEC電流波動噪聲，片內集成MOSFET，盡量減少了外圍器件，以提高輸出效率，最高可設定的開關頻率1 MHz，可以設定最大輸出電壓保護。ADN-8830溫控電路的控制原理是通過采樣熱敏電阻上的電壓與傳感器正常工作所設定的溫度(與電壓值相對應)相比較，從而調整致冷器中流過的電流的方向和大小來控制溫度。

　　ADN8830的溫度設定輸入由12 bit的串行D／A轉換器AD7390提供，使探測器穩定在不同的工作點，擴大了探測器的溫度范圍。

　　ADN8830輸入橋路的偏值電阻的阻值應該按公式(1)計算：

　　式(1)中RT1和RT3分別表示熱敏電阻在工作溫度的兩個上下極限時的阻值，RT2為熱敏電阻在平均溫度下的值，即RT2=(RT1+RT3)／2。

　　RT1，RT2和RT3的值通過查閱熱敏電阻溫度曲線得到，然后計算出電阻的值。

3 結束語

　　非制冷紅外焦平面陣列的驅動電路是設計非制冷紅外焦平面成象組件的重要環節。本文采用CPLD產生時序邏輯驅動，單片TEC芯片ADN-8830調控UFPA的溫度，結合高性能低噪聲的偏壓電路，構建了非制冷紅外焦平面陣列器件的驅動電路。根據本方案研制出的驅動電路經過了實際測試和應用，結果表明：該電路達到了理想的效果，具有體積小、實用性好、可靠性高等特點。