[发明专利]一种顺序积分型双色红外焦平面读出电路

摘要

一种顺序积分型双色红外焦平面读出电路，包括红外探测器、像素单元电路、中、短波列读出级电路和中、短波输出缓冲器，像素单元电路包含中、短波两路积分电路及积分电容可选电路的M*N双色像素单元阵列，双色像素单元阵列的输入端设有积分信号产生电路，积分信号产生电路的输入信号为积分控制信号INT和复位信号RST，输出信号为中波积分控制信号INT1和短波积分控制信号INT2均输入至双色像素单元阵列，双色像素单元阵列的输出分别连接到中、短波列读出级电路，中、短波列读出级电路的输出信号分别连接中、短波输出缓冲器的输入端，中、短波输出缓冲器分别输出系统串行输出中、短波信号Vout1、Vout2作为系统的中、短波探测信息显示。

主权项

一种顺序积分型双色红外焦平面读出电路，包括红外探测器、像素单元电路、列读出级电路和输出缓冲器，其特征是：像素单元电路为包含中、短波两路积分电路及积分电容可选电路的M*N双色像素单元阵列，将列读出级电路和输出缓冲器分设为中波列读出级电路、短波列读出级电路、中波输出缓冲器和短波输出缓冲器，双色像素单元阵列的输入端设有积分信号产生电路，积分信号产生电路的输入信号为积分控制信号INT和复位信号RST，积分信号产生电路的输出信号为中波积分控制信号INT1和短波积分控制信号INT2均输入至双色像素单元阵列，双色像素单元阵列的输出分别连接到中波列读出级电路和短波列读出级电路的输入端，中波列读出级电路的输出信号连接中波输出缓冲器的输入端，短波列读出级电路的输出信号连接短波输出缓冲器的输入端，中波输出缓冲器输出系统串行输出中波信号Vout1作为系统的中波探测信息显示，短波输出缓冲器输出系统串行输出短波信号Vout2作为系统的短波探测信息显示；其中：积分信号产生电路包括三个计数器，分别记为计数器A、计数器B、计数器C，积分控制信号INT、复位信号RST分别连接计数器A的输入端，计数器A输出的复位信号CLR分别连接计数器B及计数器C的一个输入端，复位信号RST、积分控制信号INT均分别连接计数器B、计数器C的另两个输入端，计数器B输出中波积分控制信号INT1，计数器C输出短波积分控制信号INT2；计数器A为一个2位的异步计数器，包括低、高位两个D触发器、两个反相器和一个两输入与门，积分控制信号INT经过一个反相器连接低位D触发器的时钟端，复位信号RST分别连接低、高位两个D触发器的复位端，低位D触发器的反向输出端与数据输入端互连并连接到高位D触发器的时钟端，低位D触发器的正向输出端经过另一个反相器后连接两输入与门的一个输入端，高位D触发器的反向输出端与数据输入端互连，高位D触发器的正向输出端连接两输入与门的另一个输入端，两输入与门的输出为复位信号CLR；计数器B也是一个2位的异步计数器，包括低、高位两个D触发器、三个反相器、一个两输入与门和一个三输入与门，复位信号RST和计数器A输出的复位信号CLR同时输入至两输入与门，两输入与门的输出经过一个反相器后分别连接低、高位两个D触发器的复位端，积分控制信号INT连接低位D触发器的时钟端，低位D触发器的反向输出端与数据输入端互连并连接到高位D触发器的时钟端，低位D触发器的正向输出端连接三输入与门的一个输入端，三输入与门的另一个输入端连接积分控制信号INT，高位D触发器的正向输出端经过另一个反相器后连接三输入与门的第三个输入端，高位 D触发器的反向输出端与数据输入端互连，三输入与门的输出经过第三个个反相器后输出中波积分控制信号INT1；计数器C也是一个2位的异步计数器，包括低、高位两个D触发器、三个反相器、一个两输入与门和一个三输入与门，复位信号RST和计数器A输出的复位信号CLR同时输入至两输入与门，两输入与门的输出经过一个反相器后分别连接低、高位两个D触发器的复位端，积分控制信号INT连接低位D触发器的时钟端，低位D触发器的反向输出端与数据输入端互连并连接到高位D触发器的时钟端，低位D触发器的正向输出端经过另一个反相器后连接三输入与门的一个输入端，三输入与门的另一个输入端连接积分控制信号INT，三输入与门的第三个输入端连接高位D触发器的正向输出端，高位D触发器的反向输出端与数据输入端互连，三输入与门的输出经过第三个个反相器后输出短波积分控制信号INT2；双色像素单元阵列设有M行*N列个像素单元电路，中波第一行行选信号HSEL1(1)、第二行行选信号HSEL1（2）……第M行行选信号HSEL1（M）以及短波第一行行选信号HSEL2（1）、第二行行选信号HSEL2（2）……第M行行选信号HSEL2(M)分别连接M*N双色像素单元阵列中对应行的像素单元电路的中波以及短波行选管的栅极，中波测试信号TEST1、短波测试信号TEST2、由积分信号产生电路输出的中波积分控制信号INT1、由积分信号产生电路输出的短波积分控制信号INT2、中波第一复位信号RESET1、短波第一复位信号RESET2、中波积分电容可选信号ADDC1、短波积分电容可选信号ADDC2分别连接包含两路积分电路及积分电容均可选的双色像素单元阵列的每一个像素单元电路的中波测试端、短波测试端、中波积分控制端、短波积分控制端、中波复位端、短波复位端、中波积分可选电容控制端及短波积分可选电容控制端；每个像素单元电路都包括中波测试管M11、中波注入管M12、中波复位管M13、中波积分电容可选管M14、中波行选管M15、中波积分电容C11、C12、短波测试管M21、短波注入管M22、短波复位管M23、短波积分电容可选管M24、短波行选管M25、短波积分电容C21、C22以及双色红外探测器，在每个像素单元电路中，电源VDD连接中波测试管M11的漏极，接地端GND连接短波测试管M21的源极，中波测试信号TEST1、中波积分控制信号INT1、中波第一复位信号RESET1、中波积分电容可选信号ADDC1分别连接中波测试管M11、中波注入管M12、中波复位管M13、中波积分电容可选管M14的栅极，短波测试信号TEST2、短波积分控制信号INT2、短波第一复位信号RESET2、短波积分电容可选信号ADDC2分别连接短波测试管M21、短波注入管 M22、短波复位管M23、短波积分电容可选管M24的栅极，中波行选通信号HSEL1连接中波行选管M15的栅极，短波行选通信号HSEL2连接短波行选管M25的栅极，中波测试管M11的源极连接中波注入管M12的源极，短波测试管M21的漏极连接短波注入管M22的源极，中波注入管M12的源极和短波注入管M22的源极共同连接到双色红外探测器的一端，双色红外探测器的另一端连接公共电压Vcom，中波注入管M12的漏极分别连接中波复位管M13、中波积分电容可选管M14、中波行选管M15的漏极以及积分电容C11的一端，积分电容C11的另一端接地，短波注入管M22的漏极分别连接短波复位管M23、短波积分电容选管M24，短波行选管M25的漏极以及积分电容C21的一端，中波复位管M13源极接地，短波复位管M23源极及电容C21的另一端均连接电源VDD，中波积分电容可选管M14的源极经积分电容C12接地，短波积分电容可选管M24的源极经积分电容C22接电源VDD，中波行选管M15的源极输出中波积分信号，短波行选管M25的源极输出短波积分信号；中波列读出级电路、短波列读出级电路、中波输出缓冲级和短波输出缓冲级均为公知电路，中波列读出级电路含有N个相同的中波列读出单元，短波列读出级电路含有N个相同的短波列读出单元，将同一列的所有像素单元电路的中波行选管源极输出的中波积分信号连接在一起并连接到中波列读出级电路相应的中波列读出单元，将同一列的所有像素单元电路的短波行选管源极输出的短波积分信号连接在一起并连接到短波列读出级电路相应的短波列读出单元，所有中波列读出单元的输出端连接在一起并连接到中波输出缓冲器的输入端，中波输出缓冲器输出系统串行输出中波信号Vout1，所有短波列读出单元的输出端连接在一起并连接到短波输出缓冲器的输入端，短波输出缓冲器输出系统串行输出短波信号Vout2；中波第二复位信号RESET11、中波积分电容可选信号ADDC1连接中波列读出级电路各中波读出单元的的中波第二复位端、中波积分可选电容控制端，短波第二复位信号RESET22、短波积分电容可选信号ADDC1连接短波列读出级电路各短波读出单元的短波第二复位端、短波积分可选电容控制端。