[实用新型]用于Nb5N6常温太赫兹检测器线阵的读出电路

说明书

技术领域

本实用新型属于太赫兹检测与微弱信号检测等领域，具体涉及一种太赫兹检测器线阵的读出电路，更具体涉及一种用于Nb₅N₆常温太赫兹检测器线阵的读出电路，有望应用于太赫兹主动成像系统。 

背景技术

太赫兹波是指频率位于0.1~10THz之间的电磁波，人们目前对该波段的利用还受到很多因素的限制，研制灵敏度高、成本低、便于应用的太赫兹检测器也是目前太赫兹研究的一个热点。 

Nb₅N₆常温太赫兹检测器属于微测辐射热计，采用空气桥结构，通过天线接收太赫兹辐射产生热效应，改变检测器的整体阻值，从而达到探测太赫兹辐射的目的。实际使用时，一般在器件两端加上适当的恒流偏置，在调制后的太赫兹源辐照下，器件两端就会产生周期性的电压信号。该探测器具有电压响应率高，噪声低等优点，工作在室温环境下，使用方便，为太赫兹检测提供了一种有效的途径，单个器件已在我们的太赫兹主动成像系统中得到了成功的运用。 

但是，在采用单个器件的主动成像系统中，往往需要复杂的光路完成对成像物体的扫描，系统体积大，结构复杂，对光路精度的依赖性强，实时性较差。为简化光路系统，缩小系统体积，提高系统成像的实时性，可以参照现有的CCD和CMOS图像传感器，将多个Nb₅N₆器件做成阵列，在这种情况下，研制对应的阵列读出电路对于Nb₅N₆阵列在太赫兹主动成像系统中的实际运用具有重要的意义。 

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本实用新型的目的是根据Nb₅N₆常温太赫兹检测器的特点，为其阵列设计一种高增益、低噪声、线性度好的（串行）读出电路，实现偏置提供、多路传输和信号放大的基本功能，以期将其成功应用于太赫兹主动成像系统。 

技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种用于Nb₅N₆常温太赫兹检测器线阵的读出电路，包括： 

与Nb₅N₆常温太赫兹检测器线阵相连接的恒流偏置提供模块，用于对所述检测器提供偏置；

与Nb₅N₆常温太赫兹检测器线阵相连接的多路选择模块，用于将所述Nb₅N₆常温太赫兹检测器线阵的多路输出信号转变为1路信号；

低噪声放大与滤波模块，用于对所述1路信号进行放大和滤波，将信号放大到需要的范围，同时提高信噪比。

进一步的，所述恒流偏置提供模块包括三极管、分压电阻和限流电阻，所述三极管的基极连接分压电阻，三极管的射级连接限流电阻，集电极连接Nb₅N₆常温太赫兹检测器线阵。优选的，所述三极管为PNP型三极管。更优选的，所述PNP型三极管的型号为S8550。 

进一步的，所述多路选择模块包括集成芯片ADG506A和与所述芯片ADG506A的模拟和数字通道连接的保护二极管。 

进一步的，所述低噪声放大与滤波模块为带通放大与滤波模块。更进一步的，所述低噪声放大与滤波模块由三级电路依次级联构成：第一级电路包括由第一场效应管（可以是2SK30）构成的源级跟随器，该电路的偏置由第二场效应管（可以是2SK246）构成的恒流源提供；第二级电路包括由差分对管（可以是2SK146）和第一运算放大器（可以是OP42）构成的放大电路，该电路的输入端串联由第一电阻和第一电容构成的一阶高通滤波器，反馈回路中串联由第二电阻和第二电容构成的一阶低通滤波器，所述差分对管（可以是2SK146）的偏置由第三场效应管（可以是2SK246）构成的恒流源提供；第三级电路包括一阶带通滤波器和二阶低通滤波器级联构成的滤波电路，所述一阶带通滤波器由第二运算放大器构成。 

进一步的，所述恒流偏置提供模块与Nb₅N₆常温太赫兹检测器线阵之间的连接采用邦定（Wire bonding）工艺。 

进一步的，所述Nb₅N₆常温太赫兹检测器线阵为1×16线阵，所述多路选择模块为16选1模块。