基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路及方法技术

本发明专利技术公开了基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路及方法，电路包括阴极电流采样电路、脉冲宽度调制电路、高压门控产生电路。本发明专利技术方法具体为：高压门控产生电路为像增强管阴极提供间歇式脉冲工作电压，像增强管对微弱光信号进行光电子转换，在像增强管内部形成阴极电流；利用阴极电流采样电路对高压门控产生电路中的倍压整流电路进行电流采集取样，将阴极电流信号转化为电压信号；脉冲宽度调制电路根据阴极电流采样信号大小进行阴极门控脉冲占空比调节，输出低压门控脉冲；高压门控产生电路将低压门控脉冲转换成像增强管阴极工作所需的高压脉冲信号，使得阴极间歇式工作。

【技术实现步骤摘要】
基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路及方法
本专利技术涉及基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路及方法，属于自动控制和高压脉冲电源

技术介绍
作为微光夜视的核心探测器件，像增强器是一种能够将亮度很低或肉眼难以观察的光学图像增强为足够亮度图像的真空光电器件，它由阴极、电子倍增器、荧光屏以及工作所需的高压电源组成，利用阴极的外光电效应将微弱光信号转换成光电子，经加速、电子倍增器倍增，轰击荧光屏，实现电子图像转换成光学图像。为了实现像增强器在宽照度环境下荧光屏亮度保持稳定，避免低照度下图像亮度低，高照度下阴极出现疲劳、甚至不可逆损伤，需要根据照度环境变化进行像增强器亮度自动控制(ABC)。目前像增强器亮度自动控制是以荧光屏光电流作为反馈控制，采用阴极自动门控技术，根据荧光屏电流大小优先调节阴极门控占空比辅助调节电子倍增增益协调实现亮度自动控制。该技术虽然能够提高像增强器的亮度稳定性、阴极寿命等，但由于其采用的是经过电子倍增产生的荧光屏电流作为间接参考，不能直接反映阴极输入照度的变化情况，而且荧光屏的电流不仅与阴极门控占空比有关，还与电子倍增增益预设值有关，因此，采用荧光屏电流为反馈的阴极自动门控技术存在间接不及时反馈和不准确性问题，无法实现阴极工作的最佳状态。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路及方法，解决了采用荧光屏电流做为反馈参考的阴极自动控制技术所带来间接不及时反馈和不准确性问题，实现阴极工作的最佳状态。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路，所述像增强器包括像增强管，所述自动门控实现电路包括阴极电流采样电路、脉冲宽度调制电路、高压门控产生电路，所述高压门控产生电路包括自激振荡电路、倍压整流电路、门控驱动电路、门控电源+HV、门控电源-HV和门控电源选通电路，所述倍压整流电路、阴极电流采样电路、脉冲宽度调制电路、门控驱动电路和门控电源选通电路依次连接，门控电源选通电路与像增强管的阴极电极连接，自激振荡电路与倍压整流电路连接，门控电源+HV、门控电源-HV分别与门控电源选通电路连接，门控电源+HV、门控电源-HV还分别与倍压整流电路连接；所述阴极电流采样电路用于与倍压整流电路串接，使得流过阴极电流采样电路的电流等于像增强管阴极电流，将像增强管阴极电流信号转化为电压信号；所述脉冲宽度调制电路用于根据像增强管阴极电流信号大小进行阴极门控脉冲占空比调节，输出高压门控产生电路所需要的低压门控脉冲；所述高压门控产生电路用于将输入的低压门控脉冲转换成像增强管阴极工作所需的高压脉冲信号，使得像增强管阴极间歇式工作。作为本专利技术电路的一种优选方案，所述阴极电流采样电路、脉冲宽度调制电路以及高压门控产生电路设计在同一块柔性电路板上，用绝缘胶灌封于环形外壳中，环形外壳套在像增强管的荧光屏光线面板上。作为本专利技术电路的一种优选方案，所述高压门控产生电路为像增强管的阴极电压电源。基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现方法，基于如上所述基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路实现，包括如下步骤：步骤1，高压门控产生电路通过门控电源选通输出的高压脉冲信号为像增强管阴极提供间歇式脉冲工作电压，像增强管对光信号进行光电子转换，在像增强管内部形成阴极电流；步骤2，利用阴极电流采样电路对高压门控产生电路中的倍压整流电路进行电流采集取样，将像增强管阴极电流信号转化为电压信号；步骤3，脉冲宽度调制电路根据像增强管阴极电流信号大小进行阴极门控脉冲占空比调节，输出高压门控产生电路所需要的低压门控脉冲；步骤4，高压门控产生电路将输入的低压门控脉冲转换成像增强管阴极工作所需的高压脉冲信号，使得像增强管阴极间歇式工作。作为本专利技术方法的一种优选方案，所述步骤2的具体过程如下：步骤2.1，将阴极电流采样电路与倍压整流电路串接，使得阴极电流采样电路上流过的电流等于像增强管阴极电流；步骤2.2，对阴极电流采样电路两端转化成的电压信号进行RC滤波，得到直流电压信号；步骤2.3，对直流电压信号进行电压跟随，产生供脉冲宽度调制电路参照的输入电压信号。作为本专利技术方法的一种优选方案，所述步骤3的具体过程如下：步骤3.1，脉冲宽度调制电路将输入阴极电流信号经ADC数模转换后得到其数字量ADC_Value；步骤3.2，设定像增强管工作阴极电流目标值为TH_ADC，将TH_ADC与ADC_Vaule比较：若两者相等，则脉冲占空比调整参数PWM_ADJ为零，脉冲占空比保持不变；若ADC_Vaule比TH_ADC小，且脉冲占空比参数PWM_Vaule大于或等于脉冲占空比参数上限值TH_PWM_H，则脉冲占空比调整参数PWM_ADJ为零，脉冲占空比为TH_PWM_H；若ADC_Vaule比TH_ADC大，且脉冲占空比参数PWM_Vaule小于或等于脉冲占空比参数下限值TH_PWM_L，则脉冲占空比调整参数PWM_ADJ为零，脉冲占空比为TH_PWM_L；若脉冲占空比参数PWM_Vaule介于上限值和下限值之间，且ADC_Vaule和TH_ADC不等，则脉冲占空比调整参数PWM_ADJ为TH_ADC与ADC_Vaule的差值，脉冲占空比根据调整参数PWM_ADJ进行调整；PWM_ADJ的具体公式如下：步骤3.3，将脉冲占空比调整后，阴极电流采样电路再次采样阴极电流信号并得到其数字量，将再次采样得到的数字量与阴极电流目标值TH_ADC进行比较，若两者相等则调节完成，否则返回步骤3.2，继续调节脉冲占空比。作为本专利技术方法的一种优选方案，步骤4所述高压脉冲信号为步骤3调节的占空比的-HV～+HV矩形脉冲电压，其中-HV为像增强管的开启电压，+HV为像增强管的关断电压，高压脉冲信号具体产生过程如下：步骤4.1，利用自激振荡电路产生的周期振荡正弦波进行倍压整流，产生-HV的低电平电压；步骤4.2，利用来自同一自激振荡电路产生的周期振荡正弦波进行倍压整流，产生+HV的高电平电压；步骤4.3，根据门控驱动将脉冲宽度调制电路输出的低压门控脉冲信号转化为直接能够驱动门控的电平信号；步骤4.4，根据门控驱动输出的电平信号的高低，采用门控电源选通控制门控电源-HV或+HV输出。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术有助于拓宽像增强器照度环境使用范围，保证像增强器高照度工作时的分辨率保持、宽照度范围亮度稳定性，延长使用寿命。2、本专利技术基于阴极电流反馈的自动门控技术，能够对阴极输入照度变化情况直接进行调控，避免了采用荧光屏电流反馈的自动门控技术存在的间接不及时反馈和不准确性问题。附图说明图1是本专利技术基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路的硬件示意框图。图2是本专利技术基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现方法的算法流程图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路，所述像增强器包括像增强管，其特征在于，所述自动门控实现电路包括阴极电流采样电路、脉冲宽度调制电路、高压门控产生电路，所述高压门控产生电路包括自激振荡电路、倍压整流电路、门控驱动电路、门控电源+HV、门控电源-HV和门控电源选通电路，所述倍压整流电路、阴极电流采样电路、脉冲宽度调制电路、门控驱动电路和门控电源选通电路依次连接，门控电源选通电路与像增强管的阴极电极连接，自激振荡电路与倍压整流电路连接，门控电源+HV、门控电源-HV分别与门控电源选通电路连接，门控电源+HV、门控电源-HV还分别与倍压整流电路连接；/n所述阴极电流采样电路用于与倍压整流电路串接，使得流过阴极电流采样电路的电流等于像增强管阴极电流，将像增强管阴极电流信号转化为电压信号；/n所述脉冲宽度调制电路用于根据像增强管阴极电流信号大小进行阴极门控脉冲占空比调节，输出高压门控产生电路所需要的低压门控脉冲；/n所述高压门控产生电路用于将输入的低压门控脉冲转换成像增强管阴极工作所需的高压脉冲信号，使得像增强管阴极间歇式工作。/n

【技术特征摘要】
1.基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路，所述像增强器包括像增强管，其特征在于，所述自动门控实现电路包括阴极电流采样电路、脉冲宽度调制电路、高压门控产生电路，所述高压门控产生电路包括自激振荡电路、倍压整流电路、门控驱动电路、门控电源+HV、门控电源-HV和门控电源选通电路，所述倍压整流电路、阴极电流采样电路、脉冲宽度调制电路、门控驱动电路和门控电源选通电路依次连接，门控电源选通电路与像增强管的阴极电极连接，自激振荡电路与倍压整流电路连接，门控电源+HV、门控电源-HV分别与门控电源选通电路连接，门控电源+HV、门控电源-HV还分别与倍压整流电路连接；
所述阴极电流采样电路用于与倍压整流电路串接，使得流过阴极电流采样电路的电流等于像增强管阴极电流，将像增强管阴极电流信号转化为电压信号；
所述脉冲宽度调制电路用于根据像增强管阴极电流信号大小进行阴极门控脉冲占空比调节，输出高压门控产生电路所需要的低压门控脉冲；
所述高压门控产生电路用于将输入的低压门控脉冲转换成像增强管阴极工作所需的高压脉冲信号，使得像增强管阴极间歇式工作。


2.根据权利要求1所述基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路，其特征在于，所述阴极电流采样电路、脉冲宽度调制电路以及高压门控产生电路设计在同一块柔性电路板上，用绝缘胶灌封于环形外壳中，环形外壳套在像增强管的荧光屏光线面板上。


3.根据权利要求1所述基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路，其特征在于，所述高压门控产生电路为像增强管的阴极电压电源。


4.基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现方法，基于权利要求1所述基于阴极电流反馈的像增强器自动门控实现电路实现，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，高压门控产生电路通过门控电源选通输出的高压脉冲信号为像增强管阴极提供间歇式脉冲工作电压，像增强管对光信号进行光电子转换，在像增强管内部形成阴极电流；
步骤2，利用阴极电流采样电路对高压门控产生电路中的倍压整流电路进行电流采集取样，将像增强管阴极电流信号转化为电压信号；
步骤3，脉冲宽度调制电路根据像增强管阴极电流信号大小进行阴极门控脉冲占空比调节，输出高压门控产生电路所需要的低压门控脉冲；
步骤4，高压门控产生电路将输入的低压门控脉冲转换成像增强管阴极工作所需的高压脉冲信号，使得像增强管阴极间歇式工作。


5.根据权利要求4所述自动门控实现方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：
步...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟晨，钟山雨，刘德林，唐光华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32