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《南京理工大学》 2003年
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非致冷红外焦平面阵列CMOS读出电路设计及其仿真

沈晓燕  
【摘要】: 非致冷红外热成像仪具有重量轻、无需致冷、成本低等优点,有广泛的军用和民用市场,是热成像技术的发展方向。读出电路是红外成像系统中探测器阵列与信号处理器之间很重要的接口电路。文中详细描述了二维微测辐射热计焦平面阵列CMOS读出电路的工作原理,电路结构设计,并通过计算机仿真验证了电路设计的正确性。在对多种前置放大器比较分析后,提出了电容反馈互阻抗放大器结构。为了节省读出集成电路所占的面积,采用静态移位寄存器。在深入讨论读出集成电路噪声的基础上,提出了一种消除噪声的新方法一双复位法,克服了以往相关双取样的缺点,该方法没有增加电路功耗和硅集成电路的复杂程度,只要电容参数选择合适,理论上能完全消除KTC噪声,而且对1/f噪声也起抑制作用。最后,针对红外焦平面阵列的非均匀性,在传统两点校正法的基础上,提出了非均匀校正方案——偏置校正法。阐述了偏置校正法对非均匀性校正的实现原理,论证了其有效性及可行性。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN402

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王磊;谢亮;夏晓娟;孙伟锋;;读出电路中的开窗口读出方法实现[J];电子器件;2008年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 冷余平;无TEC非制冷红外焦平面读出电路的设计与研究[D];电子科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁祥辉,吕果林,黄友恕,李兵;红外焦平面CMOS单元读出电路[J];半导体光电;1999年02期
2 孙志君;红外焦平面阵列技术的发展现状[J];半导体光电;2000年S1期
3 刘成康,袁祥辉,张晓飞;CMOS读出电路中的噪声及抑制[J];半导体光电;2002年03期
4 傅灿鑫;不致冷红外焦平面列阵[J];半导体光电;1995年03期
5 皮德富,周士源,王广民;非致冷热成象传感器[J];半导体情报;1997年06期
6 王欢,王志功,冯军;红外成像信号检测技术[J];电子工程师;2000年05期
7 胡旭宏,张敏,俞波,黄焕章;高性能BiCMOS制造技术及I/O电路优化[J];电子学报;1998年02期
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9 朱惜辰;红外探测器的进展[J];红外技术;1999年06期
10 周士源,皮德富,王广民;非致冷红外热成象系统的性能理论值[J];红外技术;1998年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘成康,袁祥辉,张晓飞;CMOS读出电路中的噪声及抑制[J];半导体光电;2002年03期
2 张智,袁祥辉,黄友恕,吕果林;一种用于大面积CMOS FPA的相关双采样保持电路[J];半导体光电;2003年04期
3 张文普,袁祥辉;接触式图像传感器噪声抑制方法研究[J];半导体光电;2004年02期
4 刘爽,杨亚培,刘永智,李华高;Ti微测辐射热计关键技术分析[J];半导体光电;2005年01期
5 赵凯生;刘爽;龙再川;杜昊;冯林;;室温红外探测薄膜电阻温度系数测试技术[J];半导体光电;2006年01期
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7 代少升;;红外焦平面阵列非均匀性实时校正研究[J];半导体光电;2009年04期
8 刘爽;陈煦;杨亚培;熊平;刘俊刚;;室温红外探测用非晶Ti薄膜的制备及表征[J];半导体光电;2009年05期
9 陈珏;SOl片内部缺陷的无损检测[J];半导体技术;1989年03期
10 陈建国,郭群英,邢昆山;测辐射热计的微桥研制和VO_x膜成膜研究[J];半导体技术;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 宁永功;刘爽;杨忠孝;詹思瑜;廖思舜;李华高;;非致冷红外探测用VO_x薄膜XPS价带谱研究[A];2004全国图像传感器技术学术交流会议论文集[C];2004年
2 刘爽;宁永功;赵凯生;刘永智;李华高;熊平;;室温红外探测用VO_x薄膜的工艺研究[A];2004全国图像传感器技术学术交流会议论文集[C];2004年
3 冯生荣;吴诚;;非制冷焦平面热像仪的光学问题[A];'99十一省(市)光学学术会议论文集[C];1999年
4 颜学龙;郭建峰;;CMOS图像传感器噪声分析及抑制技术[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
5 高山;;热像仪非均匀性修正系数的串行下载[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(E 光电子器件技术专题)[C];2006年
6 江勤;姜胜林;张海波;杨智兵;钟南海;;非制冷红外探测器用热释电材料的研究进展[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(E 光电子器件技术专题)[C];2006年
7 马建福;蔡炘富;吴传贵;张万里;;热释电红外探测阵列的工作原理、性能指标及应用[A];2007年红外探测器及其在系统中的应用学术交流会论文集[C];2007年
8 梁华;于豫民;;红外焦平面阵列非均匀性校正方法的研究[A];2007年红外探测器及其在系统中的应用学术交流会论文集[C];2007年
9 蒋鑫;龚惠兴;丁雷;晏焕华;;高速小目标成像系统中的探测器选型问题[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李凡;复杂背景抑制及弱小目标检测算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 杨海波;多孔硅基MEMS非制冷红外探测器微结构与工艺研究[D];天津大学;2010年
3 杨德贵;基于红外序列图像的地物类型反演、目标检测与被动测距研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 陈涛;具有相变特性的氧化钒薄膜制备与光学特性研究[D];天津大学;2011年
5 王雷;ZnO基薄膜及多量子阱结构的脉冲激光沉积制备与物性研究[D];东北师范大学;2011年
6 张明宇;TDI CCD相机图像采集与处理系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
7 胡滨;非制冷红外焦平面CMOS读出电路设计与实现研究[D];电子科技大学;2011年
8 牛小玲;有机红外热探测材料[D];陕西师范大学;2011年
9 杨旸;非致冷红外焦平面探测器系统中若干关键技术的研究[D];浙江大学;2011年
10 陆向宁;基于主动红外热成像的倒装焊缺陷检测方法研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于石松;提高红外探测器探测率的理论分析[D];长春理工大学;2010年
2 李冰;海水表面温度红外测量方法的研究[D];天津理工大学;2010年
3 李响;利用非接触红外测温技术测量火焰温度[D];天津理工大学;2010年
4 李慧然;氩氧精炼铁合金炉温在线检测的方法研究[D];长春工业大学;2010年
5 耿靖斌;320×240规模非制冷红外焦平面阵列读出电路设计[D];北京交通大学;2010年
6 齐峰;基于EMD的复杂云天背景下红外图像弱小目标检测方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 王江辉;红外焦平面阵列测试数据采集与评价技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 郭文其;红外成像探测器模拟器硬件平台设计[D];西安电子科技大学;2011年
9 曾凡旋;凝视型高速红外成像系统仿真[D];西安电子科技大学;2011年
10 李丹红;红外焦平面阵列非均匀性校正算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张智,袁祥辉,黄友恕,吕果林;一种用于大面积CMOS FPA的相关双采样保持电路[J];半导体光电;2003年04期
2 江海;吕坚;徐建华;蒋亚东;;基于动态元件匹配的CMOS集成温度传感器设计[J];半导体学报;2007年11期
3 张华斌,张庆中;红外焦平面阵列技术现状和发展趋势[J];传感器世界;2005年05期
4 杨正兴,谈新权,尚小冬;基于场景的红外图像非均匀性校正方法综述[J];光电子技术;2003年02期
5 陈锐,谈新权;红外图像非均匀性校正方法综述[J];红外技术;2002年01期
6 吴诚,苏君红,潘顺臣,冯生荣,金伟其,高稚允;非制冷红外焦平面技术述评(上)[J];红外技术;1999年01期
7 吴诚,苏君红,潘顺臣,冯生荣,金伟其,高稚允;非制冷红外焦平面技术述评(下)[J];红外技术;1999年02期
8 王宏臣,易新建,陈四海,黄光,肖静;128元非致冷氧化钒红外探测器的制作[J];红外与毫米波学报;2004年02期
9 陈西曲;易新建;王强;;具有低噪读出特性的VO_2非致冷焦平面读出电路[J];红外与毫米波学报;2006年04期
10 刘西钉,江美玲,冯晓梅,丁爱娣,梁平治,沈学础;非制冷红外微测辐射热计的研制[J];红外与毫米波学报;1997年06期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 刘成康;红外焦平面阵列CMOS读出电路研究[D];重庆大学;2001年
2 袁宁一;氧化钒红外敏感膜和非致冷焦平面成像阵列研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
3 顾文韵;微测辐射热计红外焦平面探测器模型、仿真与设计应用研究[D];南京理工大学;2002年
4 孟丽娅;微测辐射热计非均匀性及新型校正读出电路研究[D];重庆大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 江永清;周岩;刘昌举;祝晓笑;;256×256 CMOS读出电路随机开窗的简易实现[J];半导体光电;2011年01期
2 董海;罗冠泰;余明权;朱斌;郭立新;陈代中;;利用IRFPA的开窗口功能实现成像系统的双帧频双画幅输出[J];激光与红外;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 祝晓笑;刘昌举;吴治军;杨熊敏;;1024X1024CMOS图像传感器随机开窗口的两种实现方案[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 沈科;基于CTIA的快照式红外读出电路研究[D];电子科技大学;2009年
2 汪洋;非制冷红外焦平面阵列读出电路的时序控制电路设计与实现[D];北京交通大学;2012年
3 吴和然;低噪声非制冷红外探测器组件的设计研究[D];电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 程开富;;单片式红外焦平面阵列的进展[J];半导体光电;1991年01期
2 孙志君;红外焦平面阵列技术的发展现状与动向[J];传感器世界;1997年11期
3 孙志君;红外焦平面阵列技术的商用前景展望[J];传感器世界;1999年01期
4 吴诚,苏君红,潘顺臣,冯生荣,金伟其,高稚允;非制冷红外焦平面技术述评(上)[J];红外技术;1999年01期
5 房骏,李言谨,陈新禹,方家熊;线列红外焦平面中几种相关采样法分析[J];红外与毫米波学报;1999年01期
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7 董亮初,丁瑞军,何震凯,唐红兰,陈世军;红外焦平面参数定义和测试方法的讨论[J];红外与激光工程;1997年03期
8 何启予;红外导引技术的发展与新趋势[J];红外与激光工程;1996年03期
9 程雍;;混合式红外焦平面阵列的进展[J];应用光学;1992年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙志君;飞速发展的世界红外热摄像仪技术及其市场[J];电子与封装;2005年01期
2 程开富;硅基红外焦平面阵列技术的新进展(Ⅰ)[J];微纳电子技术;1997年06期
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4 孙志君;红外焦平面阵列技术的发展现状[J];半导体光电;2000年S1期
5 孙志君;红外焦平面阵列技术的发展现状与前景[J];世界产品与技术;2000年02期
6 孙志君;红外焦平面阵列技术的商用前景展望[J];传感器世界;1999年01期
7 孙志君;红外焦平面阵列技术的发展现状与趋势[J];光机电信息;2002年03期
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9 张艳冰,喻松林,东海杰;双波段红外焦平面探测器[J];红外技术;2000年03期
10 刘永昌;红外焦平面阵列在反坦克导弹制导中的应用[J];红外技术;1994年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨彪;颜夕宏;;红外焦平面阵列读出电路设计[A];2004全国图像传感器技术学术交流会议论文集[C];2004年
2 吕学士;;用于可植入式医疗电子的无线CMOS SoCs[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会2010两岸四地生物医学工程学术年会论文集[C];2010年
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6 高焕;童玲;;CMOS图像传感器在视频监控系统中的应用[A];2004全国图像传感器技术学术交流会议论文集[C];2004年
7 苏利;;数字电路实验中CMOS器件的应用探讨[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(上册)[C];2010年
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9 周治平;;新型CMOS栅极堆栈结构及材料——21世纪对微电子工业的巨大挑战(英文)[A];信息科学与微电子技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
10 王顺义;晏磊;赵红颖;;CMOS图像传感器在可见光遥感中的应用研究[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;CCD、CMOS:谁将主宰潮流[N];中国计算机报;2001年
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5 宋德军;不可忽视的CMOS问题[N];电脑报;2002年
6 成都 李平;CMOS和TTL电路的特点、区别及使用注意事项[N];电子报;2011年
7 子良 摘译;通用CMOS/TTL逻辑和时钟探头[N];电子报;2009年
8 记者 孙文博/北京;CMOS SoC解决方案出炉[N];电子资讯时报;2004年
9 ;CMOS中几项设置项的含义[N];电脑报;2001年
10 ;AMD发布世界速度最快的CMOS晶体管[N];中国高新技术产业导报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘成康;红外焦平面阵列CMOS读出电路研究[D];重庆大学;2001年
2 张晓飞;基于DSP的红外焦平面阵列非均匀性校正技术研究[D];重庆大学;2002年
3 张智;红外焦平面阵列新结构高性能CMOS读出电路研究[D];重庆大学;2003年
4 代少升;红外焦平面阵列实时非均匀性校正研究[D];重庆大学;2004年
5 刘爽;红外焦平面阵列用超薄PtSi/P-Si结构的优化[D];电子科技大学;2001年
6 贾功贤;基于VI的IRFPA ROIC参数测试及热释电FPA凝视成像技术研究[D];重庆大学;2001年
7 汪涛;UMBIRFPA的计算机仿真及非均匀性校正研究[D];重庆大学;2001年
8 顾文韵;微测辐射热计红外焦平面探测器模型、仿真与设计应用研究[D];南京理工大学;2002年
9 袁宁一;氧化钒红外敏感膜和非致冷焦平面成像阵列研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
10 胡滨;非制冷红外焦平面CMOS读出电路设计与实现研究[D];电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈晓燕;非致冷红外焦平面阵列CMOS读出电路设计及其仿真[D];南京理工大学;2003年
2 刘晔 ;非制冷红外焦平面热成像测温系统的研究[D];南京理工大学;2003年
3 童默颖;红外焦平面阵列MTF测试系统和技术研究[D];南京理工大学;2003年
4 于冬;非致冷红外焦平面读出电路噪声分析[D];电子科技大学;2004年
5 夏春华;被动毫米波成像技术研究[D];南京理工大学;2004年
6 周慧鑫;高帧频的焦平面信号实时处理技术研究[D];西安电子科技大学;2002年
7 张少华;红外焦平面阵列像素倍增技术研究[D];南京理工大学;2003年
8 钱立旺;0.6μm CMOS 622Mb/s高速分接器设计[D];合肥工业大学;2004年
9 郭世勇;红外焦平面阵列整机性能评估技术[D];南京理工大学;2004年
10 闫文成;热释电红外焦平面阵列非均匀性校正研究[D];南京理工大学;2004年
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