[发明专利]一种适用于微测辐射热计型太赫兹探测器的读出电路及其读出方法

说明书

本发明公开了一种适用于微测辐射热计型太赫兹探测器的读出电路，该读出电路包括可控电流源、低噪声放大器、缓冲器以及时序控制电路。其中可控电流源提供电流偏置，将探测器因为太赫兹信号强弱变化的电阻信号转换为可以检测的电压信号；低噪声放大器将待检测的电压信号进行放大处理，同时抑制噪声对输入信号的干扰；缓冲器用于已放大信号的输出，并提高电路的带载能力；时序控制电路用来控制太赫兹探测器信号的采集、放大和传输。本发明能够将探测器电阻的变化信息转换成电压信号并以差分的形式输入到后续放大电路，整体电路实现了高增益、低功耗、低噪声等性能要求。

技术领域

本发明涉及太赫兹读出电路技术领域，特别是涉及一种适用于微测辐射热计型太赫兹探测器的读出电路及其读出方法。

背景技术

随着太赫兹源的研究发展和太赫兹所具备的高穿透性、低能量性、无损性、吸水性、瞬态性、相干性、指纹谱性等独有特性，太赫兹探测器逐渐得到广泛的关注和研究。太赫兹检测器系统的读出电路一直是设计的难点和研究的热点。读出电路处理探测器输出的电信号，其工作频率与探测器的调制信号频率(1kHz～10kHz)一致。太赫兹探测器输出的微弱电信号易受噪声等因素干扰，一般读出电路无法直接处理。太赫兹检测器读出电路的主要功能就是放大探测器的输出信号以便于后级电路系统的信号处理，需具备高精度和低噪声的特点。获取完整图像信息(面)是太赫兹成像的最终表现形式，而一个单独的太赫兹检测器像元只能够获得一个像素单元(点)的信息，因此太赫兹检测器一般需要做成阵列形式。太赫兹检测器大规模成像技术需要读出电路能够高度集成，而高度集成的电路一般无法做到良好地散热，散热问题又会影响检测器的检测精度，降低最终成像的质量，所以读出电路需具备低功耗特点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于微测辐射热计型太赫兹探测器的读出电路及其读出方法，用以解决背景技术中提及的技术问题，本发明具有高增益、低功耗和低噪声的特点。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于微测辐射热计型太赫兹探测器的读出电路，所述读出电路包括：可控电流源、低噪声放大器、缓冲器以及时序控制电路，其中，

可控电流源的输出端通过行选通信号开关组S1与所述探测器进行连接；

低噪声放大器的正输入端与所述探测器的第一端进行连接，并且该探测器的第二端接地；

缓冲器连接在所述低噪声放大器的输出端，并且输出放大后的信号；

时序控制电路通过控制所述缓冲器的开断来控制放大后的信号的输出。

进一步的，所述时序控制电路通过控制行选通信号开关组S1选择信号读出行开断，同时，所述时序控制电路通过控制读出行低噪声放大器和缓冲器电路在一个电路读出周期内开启的时间以减小阵列电路的功耗。

进一步的，所述时序控制电路包括：探测器电阻、调制信号开关、充电电容C、控制充电开关S2和S3、输入信号传输开关S4，其中，

探测器电阻的第一端通过所述行选通信号开关组S1以及所述控制充电开关S2、S3与所述低噪声放大器的正输入端进行连接，并且该探测器电阻的第二端接地；

所述低噪声放大器的正输入端通过所述输入信号传输开关S4与所述探测器电阻的第一端进行连接，并且所述低噪声放大器的负输入端通过所述控制充电开关S3与所述探测器电阻的第一端进行连接；

充电电容C的第一端与所述低噪声放大器的负输入端连接，并且该充电电容C第二端接地。

进一步的，所述低噪声放大器将获取到的差分电压信号进行放大，并进行双转单输出信号处理；所述低噪声放大器为单级或多级结构，均采用源极负反馈以降低晶体管跨导，从而改善噪声性能；