基于电注入方式的IRFPA ROIC串扰测试电路以及测试方法技术

本发明专利技术提出了一种基于电注入方式的IRFPA ROIC串扰测试电路以及测试方法，包括光敏像元信号输出端连接信号选择电路像元信号输入端，测试电路信号发送端连接光电转换电路信号接收端，光电转换电路信号发送端连接工作测试开关一端，工作测试开关另一端连接注入管信号接收端，注入管信号发送端连接信号选择电路测试信号接收端，信号选择电路输出端连接读出电路ROIC信号接收端，读出电路ROIC信号输出端连接计算机自动测试系统信号接收端。

IRFPA ROIC crosstalk test circuit and test method based on electric injection mode

The invention proposes an IRFPA ROIC crosstalk test circuit and a test method based on the electric injection mode, including the output end of the photosensitive pixel signal connected with the input end of the signal selection circuit, the signal sending end of the test circuit connected with the signal receiving end of the photoelectric conversion circuit, and the signal transmitting end of the photoelectric conversion circuit connected with the work test. At one end of the switch, the other end of the working test switch is connected with the signal receiving end of the injection tube, the signal transmitting end of the injection tube is connected with the signal receiving end of the signal selection circuit, the output end of the signal selection circuit is connected with the ROIC receiving end of the readout circuit, and the output end of the ROIC signal of the readout circuit is connected with the signal receiving end of the computer automatic test system.

【技术实现步骤摘要】
基于电注入方式的IRFPAROIC串扰测试电路以及测试方法
本专利技术属于图像传感器
，涉及混合式热释电型IRFPA图像传感器ROIC器件的串扰测试电路以及测试方法。
技术介绍
近年来，随着红外探测技术的发展，红外技术的应用日益广泛。红外探测系统在军事及民用领域获得广泛的应用，市场发展潜力巨大，受到各国的重视。研究自主产权的红外探测器相关的各种技术越来越急迫。以国产热释电混合型IRFPA的重要组成部分ROIC为研究对象，对其进行测试，研究串扰参数的测试方法，构建测试系统具有非常重要的意义。热释电型IRFPA因其众多优点受到国内外普遍重视，发展十分迅速。混合型IRFPA红外探测敏感元把红外辐射转换成电信号，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。ROIC的性能优劣直接关系IRFPA的质量，甚至整个红外探测系统的性能。混合式探测阵列中，光伏探测器像素通过铟柱与读出电路输入级相连接，由探测器像素通过直接注入管将积分电容上存储的电荷泄放，实现信号的读出。由于混合式IRFPA的光敏元件阵列和读出电路阵列可以分开，我们就可以选用最佳的材料和最佳的工艺来分别制作两个阵列，且可以分别测试其参数以确保各自的性能，从而就可以提高两个阵列互连后形成的红外焦平面阵列的整体性能。混合结构的焦平面器件是通过铟柱互连方法把探测器列阵芯片和读出电路集成在一起的，由铟接点完成信号的传输。制作铟柱之前需要对读出电路进行测试，在硅片中挑选可用的管芯，以提供焦平面互联使用。另外随着IRFPA技术的发展，人们越来越发现在探测器的众多特性参数中，串扰(crosstalk)已经成为一个非常重要的参数，美国军方甚至将其列为红外焦平面阵列性能评价时的必测参数。在红外焦平面阵列成像系统中,串扰的大小与探测器的材料、工艺和结构设计等有关，串扰的出现将使系统的调制传递函数(MTF)降低,从而导致整个系统的性能下降。红外焦平面阵列的电学特性和光学特性都能够导致这种不希望发生的效应。在混合型IRFPAROIC器件研制过程中，由于在联调实验中发现ROIC器件存在行间串扰的问题，而这一点事先没有检测到，造成很大的财力和时间的损失。因此需要在器件的研发阶段设法对器件进行测试，判断ROIC是否存在行间串扰问题。因此，串扰成为评价IRFPAROIC性能的重要参数之一，串扰测试成为IRFPAROIC设计和研制必备的性能测试环节。传统的串扰测试方法采用光学注入方式，系统非常庞大而复杂,要实现串扰的准确测试,必须解决系统的控制问题,设计优良的聚焦光学系统和精密位移机构,实现良好的聚焦,降低系统噪声。近年来应用需求和工艺进步促进了IRFPA技术的发展，IRFPA阵列规模越来越大，而探测器单元尺寸(已达到20-30μm)和间隔越来越小，在使热成像系统性能提高的同时，直接影响IRFPA的串扰性能，不仅相邻探测器单元间的影响变得更加突出，而且探测器单元尺寸已进入光学衍射限，即难以将红外小光点的尺寸限制在一个探测器单元之内，传统的红外小光点测试方法和设备在原理上已面临失效的危险。因此，需要研究新的串扰测试方法，实现对高性能IRFPA的串扰性能测试和评价。在无探测器的情况下，实现对特性参数的测试，以电注入信号来模拟红外光学信号，实现在ROIC的研制阶段即可对参数进行评价，就具有很重要的实验价值。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于电注入方式的IRFPAROIC串扰测试电路以及测试方法。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种基于电注入方式的IRFPAROIC串扰测试电路，包括：信号选择电路、注入管、读出电路ROIC、测试电路和计算机自动测试系统；光敏像元信号输出端连接信号选择电路像元信号输入端，测试电路信号发送端连接光电转换电路信号接收端，光电转换电路信号发送端连接工作测试开关一端，工作测试开关另一端连接注入管信号接收端，注入管信号发送端连接信号选择电路测试信号接收端，信号选择电路输出端连接读出电路ROIC信号接收端，读出电路ROIC信号输出端连接计算机自动测试系统信号接收端。所述的基于电注入方式的IRFPAROIC串扰测试电路，优选的，所述测试电路包括：测试信号发送端分别连接第一模拟开关及第二模拟开关的输出端，测试控制信号test连接第一模拟开关的控制端，测试控制信号test连接反相器输入端，反相器输出端连接第二模拟开关的控制端，第一可调模拟电压V1信号输出端连接第一输入运算放大器正极端，第一输入运算放大器负极端连接第一模拟开关信号输入端以及第一输入运算放大器的输出端，第一输入运算放大器负极电源端连接5V负极电源，第一输入运算放大器正极电源端连接5V正极电源，5V正极电源分别连接第一可调电阻第一端和第二可调电阻第一端，第一可调电阻第二端接地，第二可调电阻第二端接地，第一可调电阻第三端连接第一输入运算放大器正极输入端作为第一可调模拟电压V1，第一输入运算放大器还连接第二电容一端，第二电容另一端接地，第二可调电阻第三端连接第二输入运算放大器正极输入端作为第二可调模拟电压V2，第二输入运算放大器还连接第三电容一端，第三电容另一端接地，第一模拟开关输出端连接信号选择电路信号输入端，第一可调模拟电压V2信号输出端连接第二输入运算放大器正极输入端，第二输入运算放大器负极端连接第二模拟开关输入端以及第一输入运算放大器的输出端，第二输入运算放大器负极电源端连接5V负极电源，第二输入运算放大器正极电源端连接5V正极电源，信号放大器输出端连接第二模拟开关信号输入端。本专利技术还公开一种基于电注入方式的IRFPAROIC串扰测试方法，包括如下步骤：S1，光敏像元单元电路产生光信号，设定关闭注入管，通过信号选择电路与红外焦平面阵列直接进行成像操作；S2，当切换到串扰测试阶段，通过工作测试开关连通注入管，信号选择电路切换到测试状态，光敏像元单元电路的光信号通过光电转换电路将光信号转换为电信号，使注入管开启串扰测试，注入管调整注入的电压信号形成变换的测试信号，通过计算机自动测试系统进行信号输出成像。所述的基于电注入方式的IRFPAROIC串扰测试方法，优选的，所述测试信号包括：对测试电路发送驱动信号，在特定时间间隔范围内产生交错的时钟信号，在若干列的测试信号值为高电平，剩余列的测试信号为低电平，通过计算机自动测试系统生成m×n的点的图像；输入对时钟CLK分频系数的控制信号A，控制频率可调，若A为1，则对时钟CLK分频系数进行二分频，形成Cpy行扫描的时钟信号、Sx列起始脉冲信号，Sy行起始脉冲信号，Cpx列扫描时钟信号，通过点图像的电信号注入模拟点图像的光信号，S-A，根据时钟CLK分频系数，对控制信号A为1，Sy行起始脉冲信号初始生成低电平信号，运行扫描开始时，Sy行起始脉冲信号跃升为高电平信号，运行一个像元时钟周期的高电平信号之后，Sy行起始脉冲信号降为低电平信号，Sy行起始脉冲信号在低电平信号维持多个行周期后，到新的一行的扫描开始，再次将Sy行起始脉冲信号跃升为高电平信号，依次周期性重复，一直持续到设定的测试阈值次数结束；S-B，根据时钟CLK分频系数，对控制信号A为1，Cpy行扫描的时钟信号初始生成低电平信号，扫描开始本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电注入方式的IRFPA ROIC串扰测试电路，其特征在于，包括：信号选择电路、注入管、读出电路ROIC、测试电路和计算机自动测试系统；光敏像元信号输出端连接信号选择电路像元信号输入端，测试电路信号发送端连接光电转换电路信号接收端，光电转换电路信号发送端连接工作测试开关一端，工作测试开关另一端连接注入管信号接收端，注入管信号发送端连接信号选择电路测试信号接收端，信号选择电路输出端连接读出电路ROIC信号接收端，读出电路ROIC信号输出端连接计算机自动测试系统信号接收端。

【技术特征摘要】
1.一种基于电注入方式的IRFPAROIC串扰测试电路，其特征在于，包括：信号选择电路、注入管、读出电路ROIC、测试电路和计算机自动测试系统；光敏像元信号输出端连接信号选择电路像元信号输入端，测试电路信号发送端连接光电转换电路信号接收端，光电转换电路信号发送端连接工作测试开关一端，工作测试开关另一端连接注入管信号接收端，注入管信号发送端连接信号选择电路测试信号接收端，信号选择电路输出端连接读出电路ROIC信号接收端，读出电路ROIC信号输出端连接计算机自动测试系统信号接收端。2.根据权利要求1所述的基于电注入方式的IRFPAROIC串扰测试电路，其特征在于，所述测试电路包括：测试信号发送端分别连接第一模拟开关及第二模拟开关的输出端，测试控制信号test连接第一模拟开关的控制端，测试控制信号test连接反相器输入端，反相器输出端连接第二模拟开关的控制端，第一可调模拟电压V1信号输出端连接第一输入运算放大器正极端，第一输入运算放大器负极端连接第一模拟开关信号输入端以及第一输入运算放大器的输出端，第一输入运算放大器负极电源端连接5V负极电源，第一输入运算放大器正极电源端连接5V正极电源，5V正极电源分别连接第一可调电阻第一端和第二可调电阻第一端，第一可调电阻第二端接地，第二可调电阻第二端接地，第一可调电阻第三端连接第一输入运算放大器正极输入端作为第一可调模拟电压V1，第一输入运算放大器还连接第二电容一端，第二电容另一端接地，第二可调电阻第三端连接第二输入运算放大器正极输入端作为第二可调模拟电压V2，第二输入运算放大器还连接第三电容一端，第三电容另一端接地，第一模拟开关输出端连接信号选择电路信号输入端，第一可调模拟电压V2信号输出端连接第二输入运算放大器正极输入端，第二输入运算放大器负极端连接第二模拟开关输入端以及第一输入运算放大器的输出端，第二输入运算放大器负极电源端连接5V负极电源，第二输入运算放大器正极电源端连接5V正极电源，信号放大器输出端连接第二模拟开关信号输入端。3.一种基于电注入方式的IRFPAROIC串扰测试方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，光敏像元单元电路产生光信号，设定关闭注入管，通过信号选择电路与红外焦平面阵列直接进行成像操作；S2，当切换到串扰测试阶段，通过工作测试开关连通注入管，信号选择电路切换到测试状态，光敏像元单元电路的光信号通过光电转换电路将光信号转换为电信号，使注入管开启串扰测试，注入管调整注入的电压信号形成变换的测试信号，通过计算机自动测试系统进行信号输出成像。4.根据权利要求3所述的基于电注入方式的IRFPAROIC串扰测试方法，其特征在于，所述测试信号包括：对测试电路发送驱动信号，在特定时间间隔范围内产生交错的时钟信号，在若干列的测试信号值为高电平，剩余列的测试信号为低电平，通过计算机自动测试系统生成m×n的点的图像；输入对时钟CLK分频系数的控制信号A，控制频率可调，若A为1，则对时钟CLK分频系数进行二分频，形成Cpy行扫描的时钟信号、Sx列起始脉冲信号，Sy行起始脉冲信号，Cpx列扫描时钟信号，通过点图像的电信号注入模拟点图像的光信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：程瑶，米曾真，居本祥，庄秋慧，付本元，李思毅，张辉，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50