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《重庆大学》 2006年
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基于虚拟仪器的IRFPA测试、热成像实验系统研究

程瑶  
【摘要】: 红外辐射普遍存在,处处可见,利用红外辐射来探测目标物体,对目标物体进行红外成像,可以从热像中观察物体形状、温度分布乃至内部结构。目前,红外成像技术在相关领域正得到日益广泛的应用,覆盖了从民用到国防的诸多领域,越来越备受人们关注。 红外焦平面阵列(IRFPA)是红外成像技术中获取红外图像信号的核心光电器件。IRFPA在其读出电路(ROIC)的扫描控制下,依次输出视频信号,从而显示形成热像。在成热像之前必须保证IRFPA以及其ROIC能正确地工作,这样才能确保成像质量,因此需要对IRFPA、ROIC参数进行测试、成像,并能准确地评价各自的性能。 本论文讲述了红外成像的原理,特别是热释电型IRFPA成像的原理以及各部分的工作时序情况。详细讲述了驱动电路的设计方法,提出利用虚拟仪器系统产生驱动信号的新方法。根据参数测试规范,设计了对IRFPA ROIC参数的测试系统,并通过对HgCdTe型ROIC以及热释电型ROIC器件的测试实验验证了系统的功能。在此基础上,设计了成像实验系统,能够对ROIC的输出以及互联后的输出成像显示。并利用数字图像处理的手段对红外图像进行去背景噪声、滤波、不均匀性校正、直方图均衡化、伪彩色编码等处理,最后能对互联后的热释电器件进行成像显示。 本系统的设计方法是基于虚拟仪器技术,利用NI公司的PCI-6115数据采集卡以及LabVIEW6.1软件开发平台。虚拟仪器技术实际上是在PC机上借助DAQ(数据采集)卡、GPIB(通用接口总线)卡、VXI卡等数据采集设备,将需要处理的数据采集到计算机,通过软件的分析、处理、判断、显示、存储和控制功能,来实现一合或多台传统仪器的功能。 系统采用LabVIEW6.1软件编程,构建最基本、最廉价的虚拟仪器PC-DAQ系统,利用软件的基本功能模块来实现系统功能。通过PCI采集卡采集IRFPA ROIC器件输出的信号,在计算机中利用软件平台对信号进行分析、处理、统计运算并输出测试结果,同时可以对图像信号进行采集、处理,最后在虚拟仪器显示层显示出热像。利用构建的虚拟仪器系统,在硬件设备以及连线不变的前提下,改变软件程序就可以实现参数测试、成像、波形显示等不同系统的功能。为了实验的方便及需要,把各个功能的系统合在一个主系统下,利用软件编程就可以实现多个系统的功能。 本文设计的系统,不仅可以定量评价ROIC的各项参数指标,还能对视频信
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN215

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张帆;基于VC++的红外热成像测试系统设计[D];电子科技大学;2011年
2 刘俊;基于虚拟仪器的晶体管特性测试仪的研究[D];重庆大学;2008年
3 侯婷;红外焦平面性能评价标准的建立及其测试平台的设计[D];南京理工大学;2013年
4 张宁;基于三维噪声的非制冷红外探测器测试系统的研究[D];电子科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林正盛;虚拟仪器技术及其应用[J];电子技术应用;1997年03期
2 韩荔,龙志峰,李庆祥,白立芬;电子隧道加速度计输出信号的分析与处理[J];光学精密工程;2002年01期
3 甘文祥;红外焦平面器件读出电路技术[J];红外;2003年09期
4 朱惜辰;红外探测器的进展[J];红外技术;1999年06期
5 刘成康,李兵,汪涛,袁祥辉;致冷型红外CMOS读出集成电路的发展现状[J];红外技术;2000年04期
6 刘志才,李志广;红外热像仪图像处理技术综述[J];红外技术;2000年06期
7 贺凤成,王本,徐大雄;热释电探测器及其应用[J];红外技术;1994年03期
8 陈伯良,陆蔚,王正官,杨华,汪辉;64×64元InSb光伏红外探测器列阵性能表征[J];红外与毫米波学报;2000年02期
9 徐隆,易新建;128×128红外焦平面阵列时序分析与温控电路设计[J];红外与毫米波学报;2003年04期
10 何玉青,金伟其,高雅允,刘广荣,王霞;热释电型非制冷焦平面热像仪调制斩波器的分析——斩波器与信号读出模式[J];红外与毫米波学报;2003年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 薛联;128×128热释电红外焦平面阵列的参数测试和联调实验[D];重庆大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 殷建军;丁瑞军;;基于CPLD的红外焦平面阵列驱动电路的设计[J];半导体光电;2008年01期
2 张峰;刘上乾;汪大宝;;基于2D-TDI及运动补偿的红外图像增强算法[J];半导体光电;2010年01期
3 ;Testing System Based on Virtual Instrument for Readout Circuit of Infrared Focal Plane Array[J];Semiconductor Photonics and Technology;2008年02期
4 付强文,张英敏,黎玉刚;VC环境下虚拟仪器界面的制作[J];兵工自动化;2004年04期
5 张宴;杨东;姚晓栋;;基于时间序列法的半导体芯片生产需求预测[J];兵工自动化;2007年01期
6 王宏波,庄志洪,张清泰,郑华利,贺歆;终端红外图像制导信息处理技术研究[J];兵工学报;2004年06期
7 刘国忠,邓文怡,吕勇;基于PC总线的虚拟测控技术[J];北京机械工业学院学报;2000年04期
8 李月强,马慧杰,陆恺,梁宇;虚拟仪器技术在教学上的应用[J];北京机械工业学院学报;2000年04期
9 刘向群,魏振忠,张韧,仇越;基于参数估计的航空直流电动机虚拟测试系统[J];北京航空航天大学学报;2001年05期
10 石博强,肖成勇;系统不确定性的数值计算方法[J];北京科技大学学报;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张明虎;全恩仲;张建军;陈少杰;王涌;;舰艇防化装备故障诊断系统研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
2 刘向群;张散集;冯少合;;永磁直流电动机虚拟测试系统综述[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
3 张明虎;陈少杰;全恩仲;朱森;刘高怀;;舰艇防化装备状态监测与故障诊断系统研究[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
4 梁志国;孟晓风;;关于虚拟仪器概念的讨论[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
5 张明虎;刘厚广;吕师军;庞桂仓;刘高怀;;舰艇防化装备故障灰诊断算法研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
6 丁涛;明晓;;基于Labview的七孔探针测量系统研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
7 宋延勇;苏明旭;蔡小舒;;用于湿蒸汽在线测量的软件系统设计[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
8 梁志国;孟晓风;孙璟宇;;虚拟仪器思想述评[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
9 张明虎;宋裕喜;朱森;刘虹;;舰艇防化装备故障诊断系统研究[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
10 韦巍;韦仲;;基于Labview的虚拟示波器设计及应用[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(下册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王丽君;基于信号处理的氢燃料发动机优化控制[D];解放军信息工程大学;2010年
2 田思;微光与红外图像实时融合关键技术研究[D];南京理工大学;2010年
3 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
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 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
6 张洋洋;复合热释电材料及阵列基础研究[D];华中科技大学;2012年
7 刘成康;红外焦平面阵列CMOS读出电路研究[D];重庆大学;2001年
8 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
9 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
10 傅志中;红外扫描成像动目标检测跟踪技术与DSP实时实现[D];电子科技大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪溢;智能木材含水率测试仪的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王子晨;ATS系列软启动器测试系统的设计与实现[D];苏州大学;2010年
3 郑培秋;基于DSP和FPGA的嵌入式红外图像处理系统研究[D];沈阳理工大学;2010年
4 王海娥;基于LabVIEW虚拟示波器的设计及远程控制[D];青海师范大学;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 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
7 张国晨;基于红外焦平面阵列测试的超低噪声直流偏置技术研究[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 李竑见;LXI仪器驱动器IVI组件实现方法的研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 辛露;磁悬浮支承的温度场理论分析与实验验证[D];武汉理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李尚俊;非致冷测辐射热计红外焦平面阵列[J];半导体光电;2000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 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
4 盛翠霞;唐和景;李田泽;;基于FPGA的非制冷焦平面阵列驱动电路设计[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年03期
5 孙志君;非致冷红外焦平面阵列技术[J];传感器世界;2000年02期
6 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
7 张天一,江桦;虚拟频率特性测试仪系统的设计[J];电测与仪表;2004年09期
8 张小龙;赵桂芳;崔瑞清;;红外焦平面阵列盲元检测与补偿算法研究[J];弹箭与制导学报;2008年01期
9 林正盛;虚拟仪器技术及其应用[J];电子技术应用;1997年03期
10 薛联;袁祥辉;;红外焦平面阵列测试虚拟仪器系统[J];电子器件;2007年06期
中国博士学位论文全文数据库 前6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 张俊举;微测辐射热计焦平面阵列的成像系统研究[D];南京理工大学;2006年
3 王世允;轻型热瞄具成像系统的研究[D];南京理工大学;2007年
4 屈惠明;红外成像电子学理论及其关键技术研究[D];南京理工大学;2007年
5 孙恋君;微测辐射热计阵列性能及信号处理电路研究[D];南京理工大学;2008年
6 陈西曲;非致冷红外焦平面的读出电路及测试系统研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 耿旭;红外成像系统性能参数评估与基于光图的靶标参数测量研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 邢彦敏;基于LabVIEW的非制冷红外焦平面读出电路测试系统的研究[D];电子科技大学;2011年
4 薛联;128×128热释电红外焦平面阵列的参数测试和联调实验[D];重庆大学;2003年
5 温宇峰;非致冷红外探测器用氧化钒薄膜工艺研究[D];天津大学;2004年
6 杨吉;非制冷红外成像系统实时图像处理研究[D];南京理工大学;2005年
7 严卫健;模拟电视信号数字解码及视频处理研究与设计[D];电子科技大学;2006年
8 韩旭;红外焦平面成像系统的降噪处理及电源设计[D];南京理工大学;2008年
9 郭卫华;基于CA的铣刀片不规则热源温度场研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
10 唐成波;红外热成像系统性能评估技术研究[D];南京理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10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 王江峰,张晓力;虚拟仪器的现状与发展[J];北京工商大学学报(自然科学版);2002年04期
3 孙志君;非致冷红外焦平面阵列技术[J];传感器世界;2000年02期
4 孙志君;21世纪红外焦平面阵列技术[J];传感器世界;2001年05期
5 赵明远,唐艳;非致冷型焦平面阵列设计特性分析[J];传感器世界;2003年02期
6 刘世建,徐重阳,曾祥斌;非致冷红外焦平面阵列用探测材料[J];电子元件与材料;2002年10期
7 金伟其,刘广荣,高稚允;非制冷焦平面红外探测器的双波段成像理论[J];电子学报;2000年05期
8 陈中建,李晓勇,喻松林,韩建忠,吉利久;一个128×128 CMOS快照模式焦平面读出电路设计[J];电子学报;2001年11期
9 郑康,荣德康;热释电红外摄像机斩波调制电路的设计[J];光电子技术;1996年03期
10 贾正根;微型斩波器[J];光电子技术;1999年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
【相似文献】
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1 方丹;红外焦平面器件的信息获取电路技术[J];红外;2003年03期
2 吴守道;孙伟锋;夏晓娟;;一种应用于红外焦平面阵列的运放结构[J];电子器件;2008年02期
3 张强;吴晓波;杨孙亮;;基于MEMS的非制冷红外探测器读出电路的设计[J];固体电子学研究与进展;2010年04期
4 陈中建,李晓勇,吉利久,韩建忠,喻松林;低功耗64×64CMOS快照模式焦平面读出电路新结构[J];半导体学报;2001年11期
5 周涛;邹继鑫;;非致冷红外焦平面读出电路的研究[J];中国集成电路;2003年04期
6 辛锋;;红外焦平面阵列读出电路的比较与解析[J];萍乡高等专科学校学报;2006年03期
7 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
8 刘泽巍;赵钢;赵建忠;;基于Switched-opamp的低功耗读出电路设计[J];激光与红外;2008年09期
9 耿爽;杨丽辉;;硅CMOS红外焦平面64×64元读出电路[J];微处理机;2008年06期
10 林加木;丁瑞军;陈洪雷;沈晓;刘非;;红外焦平面读出电路辐射特性研究[J];激光与红外;2009年08期
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1 于艳;;三维读出电路技术[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 王将;景为平;李言谨;方家熊;;新型热释电探测器读出电路的研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
3 杨栋;赵毅强;廖俊;;线列红外探测器读出电路的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 徐斌;郭方敏;卞红雨;;弱信号传感器可变增益放大读出电路设计[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
5 王将;景为平;;弛豫铁电单晶PMNT热释电读出电路的设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 张伟;黄张成;黄松垒;方家熊;;一种快照式短波红外焦平面CMOS读出电路研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 黄张成;黄松垒;张伟;陈郁;方家熊;;CTIA型读出电路片上驱动电路设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 徐运华;张松;谢文青;亢勇;李雪;方家熊;黄剑锋;李兴仁;;一种64×1 CTIA读出电路[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
9 孟丽娅;薛联;吕果林;黄友恕;袁祥辉;;320×240元非制冷红外焦平面阵列读出电路[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
10 赵玲;王南;于艳;喻松林;;浅谈碲镉汞红外焦平面探测器组件量子效率[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
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1 赵宏亮;基于红外成像系统的低温读出电路设计技术研究[D];天津大学;2012年
2 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
3 李辛毅;红外焦平面阵列读出信号处理电路设计关键技术研究[D];天津大学;2010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
5 刘成康;红外焦平面阵列CMOS读出电路研究[D];重庆大学;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 张文普;高性能X射线CMOS图像传感器及应用研究[D];重庆大学;2005年
8 王宏臣;氧化钒薄膜及非致冷红外探测器阵列研究[D];华中科技大学;2006年
9 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
10 朱天成;微光CMOS图像传感器关键技术研究[D];天津大学;2010年
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1 张成伟;神经生物传感微阵列读出电路的研究[D];重庆大学;2010年
2 宋子奇;集成传感器的读出电路[D];清华大学;2011年
3 刘新华;Nb_5N_6Microbolometer读出电路研究[D];南京大学;2013年
4 杜一颖;640×512元非制冷红外焦平面读出电路的研究与设计[D];电子科技大学;2013年
5 徐斌;微弱信号传感器读出电路设计[D];华东师范大学;2010年
6 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
7 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
8 唐明;320×240非制冷红外焦平面阵列读出电路模拟电路研究[D];北京交通大学;2012年
9 聂一琴;一种应用于非制冷红外焦平面阵列读出电路的基准电流源的设计[D];北京交通大学;2013年
10 闫广;一种512x256元红外面阵读出电路设计[D];天津大学;2012年
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