一种用于感算一体红外光电探测器阵列的驱动电路系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于感算一体红外光电探测器阵列的驱动电路系统，包括电源模块、偏压控制模块、信号读取模块、低通滤波模块、模数转换模块、主控制器模块以及上位机。本发明专利技术建立一套由分立元件搭建的用于感算一体红外探测器阵列的驱动电路系统，既能够适用于多种不同的探测器阵列，又能够降低研发成本，同时方便日后对其进行升级。便日后对其进行升级。

【技术实现步骤摘要】
一种用于感算一体红外光电探测器阵列的驱动电路系统


[0001]本专利技术属于红外探测的
，特别涉及一种用于感算一体红外光电探测器阵列的驱动电路系统。

技术介绍

[0002]红外探测技术是一项重要的信息技术，它把人类的视觉范围从可见光谱区扩展到了红外光谱区，使许多原本存在但又不能凭肉眼感知的热像变得可见，这极大地丰富了人类的视觉“色彩”，从而加深了对自然界本质的认识和理解。当今社会，随着科学技术的飞速发展，红外探测技术也在迅速成长着，广泛应用于工业、民用、军事等领域，包括工业监控、短波红外监视、机器视觉、近红外医学成像、红外制导等，极大地改变了我们的生活方式。红外探测器阵列是由多个红外传感器单元互联组成的二维面阵，可用于探测图像信号。感算一体红外探测器阵列是在传统红外探测器阵列基础之上，对传感器的材料以及结构进行改进，实现可由外部电压调控传感器的光灵敏度的特性，利用该特性能够实现“感内计算”的功能。
[0003]“感内计算”指的是传感器既可以执行传感的功能，也可以执行计算的功能，单个传感器或多个互联的传感器可以直接处理采集到的信息。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于感算一体红外光电探测器阵列的驱动电路系统，其特征在于驱动电路系统包括电源模块、偏压控制模块、信号读取模块、低通滤波模块、模数转换模块、主控制器模块以及上位机；所述电源模块为整个电路系统提供所需电源；所述偏压控制模块连接感算一体红外探测器阵列的每一行，为探测器阵列的各行提供单独的偏置电压；所述信号读取模块连接感算一体红外探测器阵列的每一列，通过时序控制读取探测器阵列的每一列的输出总电流，并将电流信号转换为电压信号；所述低通滤波模块连接信号读取模块，将信号读取模块采集到的电压信号进行滤波处理，滤除大部分噪声干扰；所述模数转化模块连接低通滤波模块，将低通滤波模块输出的模拟电压信号转换为数字信号，方便后续处理；所述主控制器模块连接偏压控制模块、信号读取模块以及模数转换模块，控制偏压控制模块与信号读取模块的时序，达到顺序调节与读取的目的，接收模数转换模块输出的数字信号，对其进行数字信号处理；所述上位机，通过USB数据线连接驱动电路板，与主控制器模块进行数据通信，最终在计算机中呈现感算一体红外探测器阵列探测与计算得到的图像信息。2.如权利要求1所述的用于感算一体红外光电探测器阵列的驱动电路系统，其特征在于所述电源模块包括集成芯片U1、USB Type
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C接口USB1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、极性电容CP1、自恢复保险丝FUSE1、自锁开关SW1以及发光二极管LED1；其中，所述集成芯片U1为开关稳压器芯片；所述USB Type
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C接口USB1的管脚A4、管脚B4、管脚A9以及管脚B9连接自恢复保险丝FUSE1的第一端，该连接节点为VBUS网络；所述自恢复保险丝FUSE1的第二端连接极性电容CP1的正极、电容C1的第一端以及自锁开关SW1的管脚2；所述自锁开关SW4的管脚1连接发光二极管LED1的正极，该连接节点为﹢5V网络；所述发光二极管LED1的负极连接电阻R3的第一端；所述USB Type
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C接口USB1的管脚A6和管脚B6均连接电阻R1的第一端，所述电阻R1的第二端连接D﹢网络；所述USB Type
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C接口USB1的管脚A7和管脚B7均连接电阻R5的第一端；所述电阻R5的第二端连接D﹣网络；所述USB Type
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C接口USB1的管脚A5连接电阻R2的第一端；所述USB Type
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C接口USB1的管脚B5连接电阻R4的第一端；所述USB Type
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C接口USB1的管脚EP连接电阻R6的第一端和电容C4的第一端；所述USB Type
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C接口USB1的管脚A1、管脚B1、管脚A12、管脚B12、所述电阻R2的第二端、所述电阻R3的第二端、所述电阻R4的第二端、所述电阻R6的第二端、所述电容C1的第二端、所述电容C4的第二端、所述极性电容CP1的负极均接地。3.如权利要求2所述的用于感算一体红外光电探测器阵列的驱动电路系统，其特征在于所述集成芯片U1的管脚1和管脚8均连接﹢5V网络；所述集成芯片U1的管脚2连接电容C2的第一端；所述集成芯片U1的管脚4连接电容C2的第二端；所述集成芯片U1的管脚5连接电容C3的第一端，该连接节点为﹣5V网络；所述集成芯片U1的管脚3、管脚6以及电容C3的第二端均接地。
4.如权利要求1所述的用于感算一体红外光电探测器阵列的驱动电路系统，其特征在于所述偏压控制模块由偏压调节电路和偏压选择电路两部分组成，所述偏压调节电路包括集成芯片U2、集成芯片U3、电位器RP1、电位器RP2、电位器RP3、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、杜邦连接器JP1、杜邦连接器JP2以及杜邦连接器JP3；所述集成芯片U2为双通道低噪声运算放大器芯片，分为A和B两部分；其中，所述集成芯片U3为单通道低噪声运算放大器芯片；所述集成芯片U2的管脚1连接集成芯片U2的管脚2，该连接节点为Vb1网络；所述集成芯片U2的管脚3连接电容C5的第一端和电位器RP1的动端；所述电位器RP1的第一静端连接杜邦连接器JP1的管脚2；所述杜邦连接器JP1的管脚1连接﹢5V网络；所述杜邦连接器JP1的管脚3连接﹣5V网络；所述电位器RP1的第二静端和电容C5的第二端均连接地；所述集成芯片U2的管脚9连接集成芯片U2的管脚8，该连接节点为Vb2网络；所述集成芯片U2的管脚7连接电容C11的第一端和电位器RP3的动端；所述电位器RP3的第一静端连接杜邦连接器JP3的管脚2；所述杜邦连接器JP3的管脚1连接﹢5V网络；所述杜邦连接器JP3的管脚3连接﹣5V网络；所述电位器RP3的第二静端和电容C11的第二端均连接地；所述集成芯片U2的管脚4连接﹣5V网络；所述集成芯片U2的管脚10连接﹢5V网络；所述集成芯片U3的管脚1连接集成芯片U3的管脚4，该连接节点为Vb3网络；所述集成芯片U3的管脚3连接电容C6的第一端和电位器RP2的动端；所述电位器RP2的第一静端连接杜邦连接器JP2的管脚2；所述杜邦连接器JP2的管脚1连接﹢5V网络；所述杜邦连接器JP2的管脚3连接﹣5V网络；所述电位器RP2的第二静端和电容C6的第二端均连接地；所述集成芯片U3的管脚2连接﹣5V网络；所述集成芯片U3的管脚6连接﹢5V网络；所述电容C7、电容C8、电容C9以及电容C10均作为去耦电容，分别连接在﹢5V网络与地之间以及﹣5V网络与地之间。5.如权利要求1所述的用于感算一体红外光电探测器阵列的驱动电路系统，其特征在于所述偏压选择电路包括集成芯片U4、集成芯片U5、集成芯片U6、集成芯片U7、集成芯片U8、集成芯片U9、集成芯片U10、集成芯片U11、集成芯片U12、集成芯片U13、集成芯片U14、集成芯片U15、集成芯片U16、集成芯片U17、集成芯片U18、集成芯片U19、杜邦连接器JP4、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电容C40、电容C41、电容C42以及电容C43；其中，所述集成芯片U4、集成芯片U5、集成芯片U6、集成芯片U7、集成芯片U8、集成芯片U9、集成芯片U10、集成芯片U11、集成芯片U12、集成芯片U13、集成芯片U14、集成芯片U15、集成芯片U16、集成芯片U17、集成芯片U18以及集成芯片U19均为4选1多路复用器芯片；所述集成芯片U4的管脚4连接地，管脚5连接Vb1网络，管脚11连接Vb2网络，管脚10连接Vb3网络，管脚6连接H1网络，管脚1连接H1_A0网络，管脚14连接H1_A1网络，管脚2连接H_EN网络，管脚12连接﹢5V网络，管脚3连接﹣5V网络，管脚13连接地；所述集成芯片U5的管脚6连接H2网络，管脚1连接H2_A0网络，管脚14连接H2_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U6的管脚6连接H3网络，管脚1连接H3_A0网络，管脚14连接H3_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U7的管脚6连接H4网络，管脚1连接H4_A0网络，管脚14连接H4_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯
片U4的连接方式相同；所述集成芯片U8的管脚6连接H5网络，管脚1连接H5_A0网络，管脚14连接H5_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U9的管脚6连接H6网络，管脚1连接H6_A0网络，管脚14连接H6_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U10的管脚6连接H7网络，管脚1连接H7_A0网络，管脚14连接H7_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U11的管脚6连接H8网络，管脚1连接H8_A0网络，管脚14连接H8_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U12的管脚6连接H9网络，管脚1连接H9_A0网络，管脚14连接H9_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U13的管脚6连接H10网络，管脚1连接H10_A0网络，管脚14连接H10_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U14的管脚6连接H11网络，管脚1连接H11_A0网络，管脚14连接H11_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U15的管脚6连接H12网络，管脚1连接H12_A0网络，管脚14连接H12_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U16的管脚6连接H13网络，管脚1连接H13_A0网络，管脚14连接H13_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U17的管脚6连接H14网络，管脚1连接H14_A0网络，管脚14连接H14_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U18的管脚6连接H15网络，管脚1连接H15_A0网络，管脚14连接H15_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述集成芯片U19的管脚6连接H16网络，管脚1连接H16_A0网络，管脚14连接H16_A1网络，其余管脚的连接方式与集成芯片U4的连接方式相同；所述杜邦连接器JP4的管脚1至管脚16依次连接H1网络至H16网络，并依次通过杜邦连接线连接感算一体红外探测器阵列的第1行至第16行；所述电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电容C40、电容C41、电容C42以及电容C43均作为去耦电容，分别连接在﹢5V网络与地之间以及﹣5V网络与地之间。6.如权利要求1所述的用于感算一体红外光电探测器阵列的驱动电路系统，其特征在于所述信号读取模块由跨阻放大电路和信号选择电路两部分组成；所述跨阻放大电路包括集成芯片U20、集成芯片U21、集成芯片U22、集成芯片U23、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电容C44、电容C45、电容C46、电容C47、电容C48、电容C49、电容C50、电容C51以及杜邦连接器JP5；其中，所述集成芯片U20、集成芯片U21、集成芯片U22以及集成芯片U23均为四通道精密运算放大器芯片，分为A、B、C以及D四部分；所述集成芯片U20的管脚2连接电阻R7的第一端，该连接节点为L1网络；所述集成芯片U20的管脚1连接电阻R7的第二端，该连接节点为L1_OUT网络；所述集成芯片U20的管脚3连...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗金水，李雨桐，孙聚一，郝春慧，林宏忆，徐敏霞，李庆，贺婷，黄张成，胡伟达，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：