本发明专利技术多谱段多焦面拼接红外探测器控制与信号采样电路，包括时间基准控制模块、探测器时序控制模块、模拟数字转换器时序控制模块、红外探测器控制模块、模拟数字转换器数据采样模块、模拟信号延迟补偿模块；本发明专利技术通过内部时序控制逻辑，为多个红外探测器的控制提供统一的控制时序，使红外探测器即可以独立控制，又可以实现多个红外探测器同时输出数据。在大视场角红外遥感相机中，可以提高成像精度，降低图像几何失真，并简化后端的数字信号处理电路的设计难度。实现了多谱段多焦面拼接红外探测器控制与信号采样电路在红外遥感相机中的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多谱段多焦面拼接红外探测器控制与信号采样电路，用于红外遥感相机等红外视频电路系统中，对红外探测器的控制与采样信号电路的控制。
技术介绍
随着红外探测器制造技术的发展，红外成像系统已经广泛的应用在国防、遥感、医疗等领域。目前，红外视频系统中使用的红外探测器基本都是一个红外探测器，为了提高红外成像系统的分辨率，使用多个红外探测器拼接的工艺，可以成倍的提高红外成像系统的分辨率。但是也引入了很多新的技术问题。使用现有技术设计多个红外探测器成像系统存在一些不足:I)使用多个红外探测器时，不能协同控制多个红外探测器。当红外遥感卫星在大视场角的情况下，不同位置的红外探测器，如果积分时间不能独立控制，可能会引起图像的畸变，会降低成像质量。2)多个红外探测器如果不能同时输出图像，首先，每个红外探测器的成像时刻不同，在多个红外探测器拼接工艺的成像系统中，会降低成像质量。其次，红外探测器模拟信号输出时刻不同，会增加后端数字信号处理电路的设计难度。3)在控制红外探测器，并且采样模拟信号时，必须考虑模拟信号的延迟问题，现有的技术多为固定的延迟时间，没有使用指令控制的方式，会增加红外视频成像系统的设计与调试难度，系统灵活性不高。4)现有技术在数字电路设计实现时，不利于采用流水线设计、数据时钟同步设计的方法，系统时钟频率不易提高，因此系统的数据处理速度和系统的响应速度难以提高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供了一种多谱段多焦面拼接红外探测器控制与信号采样电路，可以独立的控制多个红外探测器的积分时间信号，并且使红外探测器同时输出模拟信号；还可以精确调整像元数据信号与像元地址、过采样地址的对应关系。本专利技术的技术解决方案是:多谱段多焦面拼接红外探测器控制与信号采样电路，包括时间基准控制模块、探测器时序控制模块、模拟数字转换器时序控制模块、红外探测器控制模块、模拟数字转换器数据采样模块、模拟信号延迟补偿模块；时间基准控制模块，当收到外部输入的行同步信号的第一个上升沿时，产生时序模块工作使能信号，使探测器时序控制模块和模拟数字转换器时序控制模块同时工作，所述行同步信号表示一行图像的成像周期；探测器时序控制模块，包括探测器时钟分频计数器、探测器时钟产生电路、探测器时钟上升沿产生电路、探测器时钟下降沿产生电路；当时序模块工作使能信号有效时，探测器时钟分频计数器开始工作，当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第一阈值时，由探测器时钟上升沿产生电路产生的探测器时钟上升沿标志位信号变为有效，当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第一阈值的下一数值时，探测器时钟上升沿标志位信号变为无效；当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第二阈值时，由探测器时钟下降沿产生电路产生的探测器时钟下降沿标志位信号变为有效，当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第二阈值的下一数值时，探测器时钟下降沿标志位信号变为无效；当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第三阈值时，探测器时钟计数器清零复位；当探测器时钟上升沿标志位信号有效时，由探测器时钟产生电路产生的探测器时钟信号变为高电平并保持；当探测器时钟下降沿标志位信号有效时，探测器时钟信号变为低电平并保持；上述产生的探测器时钟上升沿标志位信号、探测器时钟下降沿标志位信号均输出并用于控制红外探测器控制模块，探测器时钟信号输出并用于控制外部的红外探测器；所述的探测器时钟分频计数器第一阈值小于探测器时钟分频计数器第二阈值，探测器时钟分频计数器第二阈值小于探测器时钟分频计数器第三阈值；模拟数字转换器时序控制模块，包括模拟数字转换器分频计数器、模拟数字转换器时钟产生电路、过采样地址计数器；当时序模块工作使能信号有效时，模拟数字转换器分频计数器开始工作，当模拟数字转换器分频计数器到达模拟数字转换器分频计数器第一阈值时，过采样地址计数器生成过采样地址和过采样地址标志位信号，由模拟数字转换器时钟产生电路产生的模拟数字转换器时钟信号变为高电平并保持；当模拟数字转换器分频计数器到达模拟数字转换器分频计数器第二阈值时，模拟数字转换器时钟信号变为低电平并保持；当模拟数字转换器分频计数器到达模拟数字转换器分频计数器第三阈值时，模拟数字转换器分频计数器清零复位；当模拟数字转换器分频计数器到达模拟数字转换器分频计数器第一阈值的下一数值时，过采样地址标志位信号变为无效；在一个模拟数字转换器时钟周期内只产生一个过采样地址，产生的过采样地址在一个探测器时钟周期内循环变化；红外探测器控制模块，包括行同步周期计数器、积分时间信号上升沿地址寄存器、积分时间信号下降沿地址寄存器、串行配置字控制信号产生电路、像元地址计数器、积分时间信号产生电路；当接收到外部输入的行同步信号上升沿时，行同步周期计数器清零复位；当探测器时钟上升沿标志位信号有效时，行同步周期计数器加I ;当同时接收到外部输入的积分时间指令以及外部输入的行同步信号上升沿时，更新积分时间信号上升沿地址寄存器的数值，积分时间信号上升沿地址寄存器更新后的数值为积分时间信号下降沿地址寄存器的数值减去外部输入的积分时间指令的数值；所述的积分时间信号下降沿地址寄存器的数值为预设值；当探测器时钟下降沿标志位信号有效，并且行同步周期计数器的数值等于积分时间信号上升沿地址寄存器的数值时，由积分时间信号产生电路产生的积分时间信号变为高电平；当探测器时钟下降沿标志位信号有效，并且行同步周期计数器的数值等于积分时间信号下降沿地址寄存器的数值时，积分时间信号变为低电平；当探测器时钟下降沿标志位信号有效，并且行同步周期计数器到达阈值时，串行配置字控制信号产生电路产生串行控制配置字信号；当探测器时钟上升沿标志位信号有效，并且行同步周期计数器到达阈值时，像元地址计数器产生像元地址信号；积分时间信号、串行控制配置字信号输出至外部的红外探测器，像元地址信号输出并送至模拟延迟补偿模块；所述积分时间信号用于控制外部红外探测器的曝光时间，所述串行控制配置字信号用于控制外部红外探测器的工作状态；模拟数字转换器数据采集模块，包括亚稳态消除电路、条件触发寄存器；外部输入的模拟数字转换器数据信号、模拟数字转换器数据有效标志位信号同时输入至亚稳态消除电路，进行消除亚稳态操作；当经过消除亚稳态处理后的模拟数字转换器数据有效标志位信号有效时，条件触发寄存器寄存经过消除亚稳态处理后的模拟数字转换器数据信号，形成采样数据信号；当过采样地址有效标志位信号有效时，条件触发寄存器寄存采样数据信号，完成对采样数据的时序同步操作，产生像元数据信号并输出；模拟信号延迟补偿模块，包括过采样地址移位寄存器组、像元地址移位寄存器组、多路选择器；当过采样地址有效标志位信号有效时，对输入进来的过采样地址、像元地址信号分别通过采样地址移位寄存器组、像元地址移位寄存器组进行移位寄存操作；当过采样地址标志位信号有效时，在外部输入的移位指令信号的控制下，多路选择器从过采样地址移位寄存器组、像元地址移位寄存器组产生延迟补偿后的过采样地址、延迟补偿后的像元地址信号、像元数据有效标志位信号，并输出。所述时间基准控制模块包括消除亚稳态电路、上升沿检测电路；外部输入的行同步信号，经过消除亚稳态电路的处理，送到上升沿本文档来自技高网...
【技术保护点】
多谱段多焦面拼接红外探测器控制与信号采样电路，其特征在于：包括时间基准控制模块、探测器时序控制模块、模拟数字转换器时序控制模块、红外探测器控制模块、模拟数字转换器数据采样模块、模拟信号延迟补偿模块；时间基准控制模块，当收到外部输入的行同步信号的第一个上升沿时，产生时序模块工作使能信号，使探测器时序控制模块和模拟数字转换器时序控制模块同时工作，所述行同步信号表示一行图像的成像周期；探测器时序控制模块，包括探测器时钟分频计数器、探测器时钟产生电路、探测器时钟上升沿产生电路、探测器时钟下降沿产生电路；当时序模块工作使能信号有效时，探测器时钟分频计数器开始工作，当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第一阈值时，由探测器时钟上升沿产生电路产生的探测器时钟上升沿标志位信号变为有效，当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第一阈值的下一数值时，探测器时钟上升沿标志位信号变为无效；当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第二阈值时，由探测器时钟下降沿产生电路产生的探测器时钟下降沿标志位信号变为有效，当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第二阈值的下一数值时，探测器时钟下降沿标志位信号变为无效；当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第三阈值时，探测器时钟计数器清零复位；当探测器时钟上升沿标志位信号有效时，由探测器时钟产生电路产生的探测器时钟信号变为高电平并保持；当探测器时钟下降沿标志位信号有效时，探测器时钟信号变为低电平并保持；上述产生的探测器时钟上升沿标志位信号、探测器时钟下降沿标志位信号均输出并用于控制红外探测器控制模块，探测器时钟信号输出并用于控制外部的红外探测器；所述的探测器时钟分频计数器第一阈值小于探测器时钟分频计数器 第二阈值，探测器时钟分频计数器第二阈值小于探测器时钟分频计数器第三阈值；模拟数字转换器时序控制模块，包括模拟数字转换器分频计数器、模拟数字转换器时钟产生电路、过采样地址计数器；当时序模块工作使能信号有效时，模拟数字转换器分频计数器开始工作，当模拟数字转换器分频计数器到达模拟数字转换器分频计数器第一阈值时，过采样地址计数器生成过采样地址和过采样地址标志位信号，由模拟数字转换器时钟产生电路产生的模拟数字转换器时钟信号变为高电平并保持；当模拟数字转换器分频计数器到达模拟数字转换器分频计数器第二阈值时，模拟数字转换器时钟信号变为低电平并保持；当模拟数字转换器分频计数器到达模拟数字转换器分频计数器第三阈值时，模拟数字转换器分频计数器清零复位；当模拟数字转换器分频计数器到达模拟数字转换器分频计数器第一阈值的下一数值时，过采样地址标志位信号变为无效；在一个模拟数字转换器时钟周期内只产生一个过采样地址，产生的过采样地址在一个探测器时钟周期内循环变化；红外探测器控制模块，包括行同步周期计数器、积分时间信号上升沿地址寄存器、积分时间信号下降沿地址寄存器、串行配置字控制信号产生电路、像元地址计数器、积分时间信号产生电路；当接收到外部输入的行同步信号上升沿时，行同步周期计数器清零复位；当探测器时钟上升沿标志位信号有效时，行同步周期计数器加1；当同时接收到外部输入的积分时间指令以及外部输入的行同步信号上升沿时，更新积分时间信号上升沿地址寄存器的数值，积分时间信号上升沿地址寄存器更新后的数值为积分时间信号下降沿地址寄存器的数值减去外部输入的积分时间指令的数值；所述的积分时间信号下降沿地址寄存器的数值为预设值；当探测器时钟下降沿标志位信号有效，并且行同步周期计数 器的数值等于积分时间信号上升沿地址寄存器的数值时，由积分时间信号产生电路产生的积分时间信号变为高电平；当探测器时钟下降沿标志位信号有效，并且行同步周期计数器的数值等于积分时间信号下降沿地址寄存器的数值时，积分时间信号变为低电平；当探测器时钟下降沿标志位信号有效，并且行同步周期计数器到达阈值时，串行配置字控制信号产生电路产生串行控制配置字信号；当探测器时钟上升沿标志位信号有效，并且行同步周期计数器到达阈值时，像元地址计数器产生像元地址信号；积分时间信号、串行控制配置字信号输出至外部的红外探测器，像元地址信号输出并送至模拟延迟补偿模块；所述积分时间信号用于控制外部红外探测器的曝光时间，所述串行控制配置字信号用于控制外部红外探测器的工作状态；模拟数字转换器数据采集模块，包括亚稳态消除电路、条件触发寄存器；外部输入的模拟数字转换器数据信号、模拟数字转换器数据有效标志位信号同时输入至亚稳态消除电路，进行消除亚稳态操作；当经过消除亚稳态处理后的模拟数字转换器...
【技术特征摘要】
1.多谱段多焦面拼接红外探测器控制与信号采样电路，其特征在于:包括时间基准控制模块、探测器时序控制模块、模拟数字转换器时序控制模块、红外探测器控制模块、模拟数字转换器数据采样模块、模拟信号延迟补偿模块； 时间基准控制模块，当收到外部输入的行同步信号的第一个上升沿时，产生时序模块工作使能信号，使探测器时序控制模块和模拟数字转换器时序控制模块同时工作，所述行同步信号表示一行图像的成像周期； 探测器时序控制模块，包括探测器时钟分频计数器、探测器时钟产生电路、探测器时钟上升沿产生电路、探测器时钟下降沿产生电路；当时序模块工作使能信号有效时，探测器时钟分频计数器开始工作，当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第一阈值时，由探测器时钟上升沿产生电路产生的探测器时钟上升沿标志位信号变为有效，当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第一阈值的下一数值时，探测器时钟上升沿标志位信号变为无效；当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第二阈值时，由探测器时钟下降沿产生电路产生的探测器时钟下降沿标志位信号变为有效，当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第二阈值的下一数值时，探测器时钟下降沿标志位信号变为无效；当探测器时钟分频计数器到达探测器时钟分频计数器第三阈值时，探测器时钟计数器清零复位；当探测器时钟上升沿标志位信号有效时，由探测器时钟产生电路产生的探测器时钟信号变为高电平并保持；当探测器时钟下降沿标志位信号有效时，探测器时钟信号变为低电平并保持；上述产生的探测器时钟上升沿标志位信号、探测器时钟下降沿标志位信号均输出并用于控制红外探测器控制模块，探测器时钟信号输出并用于控制外部的红外探测器；所述的探测器时钟分频计数器第一阈值小于探测器时钟分频计数器第二阈值，探测器时钟分频计数器第二阈值小于探测器时钟分频计数器第三阈值； 模拟数字转换器时序控制模块，包括模拟数字转换器分频计数器、模拟数字转换器时钟产生电路、过采样地址计数器；当时序模块工作使能信号有效时，模拟数字转换器分频计数器开始工作，当模拟数字转换器分频计数器到达模拟数字转换器分频计数器第一阈值时，过采样地址计数器生成过采样地址和过采样地址标志位信号，由模拟数字转换器时钟产生电路产生的模拟数字转换器时钟信号变为高电平并保持；当模拟数字转换器分频计数器到达模拟数字转换器分频计数器第二阈值时，模拟数字转换器时钟信号变为低电平并保持；当模拟数字转换器分频 计数器到达模拟数字转换器分频计数器第三阈值时，模拟数字转换器分频计数器清零复位；当模拟数字转换器分频计数器到达模拟数字转换器分频计数器第一阈值的下一数值时，过采样地址标志位信号变为无效；在一个模拟数字转换器时钟周期内只产生一个过采样地址，产生的过采样地址在一个探测器时钟周期内循环变化；红外探测器控制模块，包括行同步周期计数器、积...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，王华，魏志勇，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：
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