[发明专利]一种红外焦平面读出电路

说明书

本发明公开了一种红外焦平面读出电路。该读出电路包括单元偏置电路、积分电路和片上模数转换电路，积分电路包括第一开关管、第二开关管和积分电容，单元偏置电路的输出端与第一开关管的输入端连接，第二开关管的输入端与置位端连接，第一开关管的输出端和第二开关管的输出端均与开关电容的一端和片上模数转换电路的输入端连接，开关电容的另一端接地，片上模数转换电路包括第一反向器、第二反向器、第三反向器、异或门、内置序列计数器和寄存器。该读出电路的积分电路中避免了设置运算放大器，电路结构简单，在处理大规模阵列数据时，能够大大降低整个读出电路的功耗，此外，利用三个反向器代替模拟比较器，也能进一步降低整个读出电路的功耗。

技术领域

本发明涉及红外成像技术领域，特别是涉及一种红外焦平面读出电路。

背景技术

红外焦平面阵列是红外成像技术中获取红外图像信号的核心光电器件，红外焦平面阵列由红外探测器和红外焦平面读出电路(ROIC：readout integrated circuits)组成。如今，非制冷红外焦平面阵列是发展最迅速的阵列之一，而非制冷红外焦平面阵列的功耗几乎全部取决它的读出电路。因此，随着红外焦平面阵列规模的不断扩大，低功耗的红外焦平面读出电路变得越来越重要。

目前，由于对高精度和高速处理的需要，非制冷红外焦平面阵列通常用数字输出替代模拟输出。现有的红外焦平面读出电路中的积分电路通常包括运算放大器、电阻及电容等器件，比较电路中通常设置模拟比较器，而运算放大器及模拟比较器的设置，不仅使得电路结构复杂，而且导致红外焦平面读出电路在处理大规模阵列数据时，功耗急剧增加。

发明内容

基于此，有必要提供一种结构简单且在处理大规模阵列数据时功耗低的红外焦平面读出电路。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种红外焦平面读出电路，包括：单元偏置电路、积分电路和片上模数转换电路，所述积分电路包括第一开关管、第二开关管和积分电容；所述单元偏置电路的输出端与所述第一开关管的输入端连接，所述第二开关管的输入端与所述积分电路的置位端连接，所述第一开关管的输出端和所述第二开关管的输出端分别与所述积分电容的一端连接，所述积分电容的另一端接地，所述片上模数转换电路的输入端分别与所述第一开关管的输出端和所述第二开关管的输出端连接。

可选的，所述片上模数转换电路包括比较电路、内置序列计数器和寄存器，所述比较电路的输入端与所述积分电路的输出端连接，所述比较电路包括两个输出端，一个输出端与所述寄存器的数据端连接，另一个输出端与所述寄存器的使能端连接，所述内置序列计数器的输出端与所述寄存器的数据端连接。

可选的，所述比较电路包括第一反向器、第二反向器、第三反向器和异或门，所述第一反向器和所述第二反向器的输入端分别与所述积分电路的输出端连接，所述第一反向器的输出端分别与所述第三反向器的输入端和所述异或门的输入端连接，所述第二反向器的输出端与所述异或门的另一输入端连接，所述第三反向器的输出端与所述寄存器的数据端连接，所述异或门的输出端与所述寄存器的使能端连接。

可选的，所述单元偏置电路包括第一电阻、第二电阻、第一晶体管和第二晶体管，所述第一电阻的一端与第一偏置信号端连接，另一端与第一晶体管的源端连接，所述第一晶体管的漏端与第二晶体管的漏端连接，所述第二晶体管的源端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一晶体管的栅端与第二偏置信号端连接，所述第二晶体管的栅端与第三偏置信号端连接，所述第一晶体管的漏端与第二晶体管的漏端均与所述积分电路的输入端连接。

可选的，所述内置序列计数器为反序计数器。

可选的，所述第一反向器的翻转电压大于置位端的基准电压，所述基准电压大于所述第二反向器的翻转电压。

可选的，所述寄存器由多个D触发器构成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：