[其他]测辐射热计电路

说明书

一种测辐射热计电路可以包括配置成接收外部红外(IR)辐射的有效测辐射热计。测辐射热计电路可以配置成降低高温下的功耗。特别地，测辐射热计电路可以包括设置在测辐射热计传导路径的电阻性负载中的附加电阻器，以限制高温下的功率。在一些实施例中，可以基于温度调节对测辐射热计传导路径的电阻性负载中的晶体管的栅极的偏置(例如，电压电平)，以限制高温下的功率和/或电流。在具有在放大器两端提供的配置反馈放大器的反馈电阻器的测辐射热计电路中，可以提供具有可调节放大器功率的电路以节省功率。在一些实施例中，可以为测辐射热计电路提供减小的增益，以允许非常热的场景被成像而不会使输出受到影响。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年2月22日提交的名称为“LOW COST AND HIGH PERFORMANCEBOLOMETER CIRCUITRY AND METHODS(低成本且高性能测辐射热计电路和方法)”的美国临时专利申请No.62/462,309的优先权和权益，该临时专利申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明的一个或多个实施例总体上涉及热成像装置，并且更具体地，例如，涉及测辐射热计电路和相关的处理。

背景技术

在本领域中经常使用测辐射热计(该测辐射热计响应于光学发热而改变其电阻)来检测入射红外(IR)辐射的强度或捕获入射IR辐射强度的多像素IR图像。通常，为了测量入射IR辐射，在热辐射测量计上施加偏置(例如，偏置电压或电流)，以便可以测量其电阻或其任何变化并将电阻或任何变化转换成指示在测辐射热计处所接收的IR辐射强度的信号。在这方面，许多传统的测辐射热计电路包括大量专用于在所需水平上产生和控制测辐射热计上的偏置的电路。例如，传统的偏置产生和控制电路可以在测辐射热计传导路径中包括晶体管或其他控制机构以及驱动这种晶体管或其他控制机构的电路，以在面对部件的操作特性的变化或不匹配和改变环境或内部条件时，产生并保持测辐射热计上的所需的偏置。

遗憾的是，在测辐射热计传导路径中的这种附加的晶体管或其他控制机构不仅增加了传统测辐射热计电路的尺寸、成本、复杂性和功耗，而且还在敏感的测辐射热计传导路径中引入噪声。此外，因为这样的附加的晶体管或其他控制机构可以通过限制测辐射热计传导路径上的电流和/或电压来控制偏置，所以可用于偏置测辐射热计的电压和/或电流有效地减少到电源电压或电流的仅一部分，这反过来降低了传统的测辐射热计电路的灵敏度。即使采用这种昂贵的偏置产生和控制方法，传统的测辐射热计电路通常也表现出减小的用于表示IR辐射强度的可用信号范围(例如，减小的信号摆幅)，因为由于环境和内部条件的变化(例如，测辐射热计的自发热(也称为脉冲的偏置发热或脉冲偏置发热))或其他因素而需要允许对输出信号产生影响。因此，需要一种高性能测辐射热计电路，其在所需水平上产生并保持测辐射热计上的偏置和/或提供大的可用信号范围，而没有与传统测辐射热计相关的成本、尺寸、复杂性、噪声和功耗。

发明内容

公开了各种技术用于测辐射热计电路和方法，以提供测辐射热计上所需的偏置以产生输出信号。例如，在一个实施例中，一种测辐射热计电路可包括基板；有效测辐射热计，其配置成接收外部红外(IR)辐射并且与基板基本上热隔离；电阻性负载，其中，有效测辐射热计和电阻性负载配置成串联连接在从电源电压节点到公共电压节点的测辐射热计传导路径中；放大器电路，其包括具有第一输入的运算放大器(op-amp)，该第一输入耦接到电阻性负载和有效测辐射热计之间的测辐射热计传导路径中的节点；以及可变电压源，其耦接到运算放大器的第二输入以提供参考电压电平，其中放大器电路配置成响应于由于外部IR辐射的有效测辐射热计的电阻变化，通过保持运算放大器的第一输入处的参考电压电平而产生到放大器电路的电流，并且其中放大器电路还配置成将电流转换为运算放大器的输出处的输出电压，该输出电压指示在有效测辐射热计处接收的外部红外辐射的强度。

根据一个或多个实施例，测辐射热计电路可以在具有多个行和列的有效测辐射热计的焦平面阵列(FPA)中实现，以使用合适的时间复用技术生成表示多像素IR图像的输出信号。在一些实施例中，还可以生成一系列这样的IR图像帧。