[发明专利]制备红外焦平面读出电路的方法及红外焦平面读出电路

说明书

本发明公开了一种数制备红外焦平面读出电路的方法及红外焦平面读出电路，本发明通过采用高线性度数模转换器以及两级量化完成像素级AD转化，并与TDI技术相结合，以实现超大电荷处理能力、高灵敏度、高集成度的红外焦平面探测器读出电路设计，从而有效解决了现有技术中TDI型红外焦平面数字化读出电路不能很好的进行降噪的问题。

技术领域

本发明涉及红外探测技术领域，特别是涉及一种制备像素级数字化TDI型红外焦平面读出电路的方法及制备得到的红外焦平面读出电路。

背景技术

红外焦平面探测器是红外系统的核心元件，将接收到的红外辐射信号转换成电信号(如电压、电流)。红外焦平面探测技术具有低发现率、强抗干扰力、高度环境适应能力、较强的目标辨认能力以及体积小重量轻等优点，因此广泛应用于地质勘探、气象预报、交通、医疗等领域。近年来，随着红外技术的飞速发展，当前的应用背景对红外焦平面探测器提出了大视场、高时间分辨率、高灵敏度、超大电荷处理能力、智能化小型化的探测要求。

目前，红外焦平面读出电路传统的信号处理方式是在模拟域进行的。这样一来，受到像素单元面积的限制，模拟域所能处理的信号电荷量非常受限，而且随着红外焦平面探测器大阵列规模、小像元间距的发展要求，读出电路的集成度越来越高，模拟域信号在传输过程中受到的干扰越来越大，电路引入的噪声越来越大，这就无法进一步提高信噪比，红外焦平面探测器的灵敏度提高受到了制约。传统的读出电路设计方法无法满足探测器高灵敏度、超大电荷处理能力以及智能化的应用要求，因此需要采用数字域信号处理方式以满足红外焦平面探测器的发展需求。像素级ADC能够最大程度上实现低噪声，同时不断进步日趋成熟的CMOS集成电路制造工艺及不断缩小的工艺特征尺寸也为像素级数字化读出电路的大电荷处理能力、高分辨率、高集成度提供了实现的可能。

针对线列TDI型红外焦平面数字化读出电路而言，需要在像素内完成AD转换及时间延迟积分，以及更好的降低量化噪声处理，而现有的TDI型红外焦平面数字化读出电路并不能完全实现上述设计。

发明内容

本发明提供了一种制备像素级数字化TDI型红外焦平面读出电路的方法及制备得到的红外焦平面读出电路，以解决现有技术中TDI型红外焦平面数字化读出电路不能很好的进行降噪的问题。

本发明一方面，提供了一种制备像素级数字化TDI型红外焦平面读出电路的方法，包括：

步骤A：像元信号在像素单元内完成第一级数字化转换；

步骤B：将第一级数字转换后的残余信号在像素单元内完成第二级数字转换；

步骤C：对每个像元进行积分独立可控、盲元剔除设计；

步骤D：将像元信号数字化数据进行延迟存储；

步骤E：将每个线列多个元的数字信号进行累加后输出；

步骤F：完成版图设计，并进行流片。

优选地，所述步骤A具体包括：通过电荷包复位计数型ADC将像元信号在像素单元内完成第一级数字化转换。

优选地，所述步骤B具体包括：通过电荷包复位计数型ADC将第一级数字转换后的残余信号在像素单元内完成第二级数字转换。

优选地，所述步骤C具体包括：在每个像素单元中设置相同的逻辑控制完成单个像元积分独立可控及盲元剔除。

优选地，所述步骤C还包括：通过串行外设接口SPI对每个像素单元进行逻辑控制。

优选地，所述步骤D具体包括：像元信号数字化数据的延迟存储单元由多级触发器组成，所述触发器级数与TDI级数相匹配，使得TDI的处理方式完全在数字域完成。