[发明专利]一种基于交流耦合的TDI红外探测器信号处理系统

权利要求书

1.一种基于交流耦合的TDI红外探测器信号处理系统，其特征在于包括：TDI红外探测器、高通滤波电路、信号调理电路、模数转换电路和数据处理电路；

TDI红外探测器将输出的单端模拟信号送入高通滤波电路，高通滤波电路将TDI红外探测器输出信号的直流成分滤除，得到交流信号之后送入信号调理电路，信号调理电路对交流信号先进行阻抗变换，再对阻抗变换之后的信号进行单端转分的调理，输出差分模拟信号给模数转换电路，模数转换电路将差分模拟信号转换为数字信号并送至数据处理电路，数据处理电路以TDI红外探测器每行输出的复位参考信号对应的量化数据为基准，确定交流耦合后有效信号与该基准的相对差值，对TDI红外探测器输出的有效信号进行数字直流恢复。

2.根据权利要求1所述的一种基于交流耦合的TDI红外探测器信号处理系统，其特征在于：所述的高通滤波电路由隔直电容C1和电阻R1组成，隔直电容C1的两端分别接至TDI红外探测器的信号输出端和信号调理电路的输入端V_I，电阻R1的两端分别接至信号调理电路的输入端V_I和电路地，

电容C1的容值和电阻R1的阻值应满足高通滤波电路的低频截至频率远小于行频率，即同时还应保证一行内信号的最大跌落满足系统量化位的要求，即其中，T为TDI红外探测器的行周期，N为所述TDI红外探测器信号处理系统的量化位数。

3.根据权利要求1所述的一种基于交流耦合的TDI红外探测器信号处理系统，其特征在于：所述的信号调理电路包括阻抗变换电路和单端转差分电路两部分；

阻抗变换电路是由运算放大器231构成电压跟随电路，运算放大器231的同相输入端即为信号调理电路的输入端V_I，运算放大器231的反相输入端与其输出端V_RO相连；单端转差分电路包括全差分运算放大器232、电阻R3、R4、R5、R6、R7和R8，电阻R3的一端连接阻抗变换电路的输出端V_RO，另一端接至全差分运算放大器232的同相输入端，电阻R4的一端接至电路地，另一端接至全差分运算放大器232的反相输入端，电阻R5的连接在全差分运算放大器232的同相输入端和反相输出端之间，电阻R6的两端连接在全差分运算放大器232的反相输入端和同相输出端之间，全差分运算放大器232的反相输出端通过电阻R7输出给模数转换电路，全差分运算放大器232的同相输出端通过电阻R8输出到模数转换电路。

4.根据权利要求3所述的一种基于交流耦合的TDI红外探测器信号处理系统，其特征在于：单端转差分电路中电阻电阻R3、R4、R5、R6、R7和R8的阻值满足下列条件：

1)R3＝R4、R5＝R6、R7＝R8；

2)电路增益为

3)R7和R8取值均≤50Ω。

5.根据权利要求1所述的一种基于交流耦合的TDI红外探测器信号处理系统，其特征在于：所述的模数转换电路包括差分模数转换器，差分模数转换器的共模参考输出端与单端转差分电路中的全差分运算放大器232的共模输入端相连，以使单端转差分电路输出的差分信号的共模电压与模数转换器的共模电压相匹配，全差分运算放大器232的反相输出端和差分模数转换器的反相输入端连接，全差分运算放大器232的同相输出端和差分模数转换器的同相输入端连接在一起。

6.根据权利要求1所述的一种基于交流耦合的TDI红外探测器信号处理系统，其特征在于：所述对TDI红外探测器输出的有效信号进行数字直流恢复是通过如下公式进行：

Di=(Xi-Xgrey)+2N(Vgrey-Vmin)Vmax-Vmin-1]]>X_i＞X_grey时

Di=(Xgrey-Xi)+2N(Vgrey-Vmin)Vmax-Vmin-1]]>X_i≤X_grey时，

其中，D_i为进行数字直流恢复后的数据，V_grey为TDI红外探测器输出复位信号电压值，V_min和V_max为有效信号电压最小值与最大值，滤除直流成分之后的的复位信号经模数转换后的量化数据为X_grey，滤除直流成分之后的有效信号经模数转换后的量化数据为X_i，N为所述TDI红外探测器信号处理系统的量化位数。