[发明专利]带有失调消除功能的红外焦平面读出电路

摘要

本发明涉及一种带有失调消除功能的红外焦平面读出电路，所述的读出电路包括电平转换单元，两相非交叠时钟产生单元，帯隙基准电流源单元，跨导放大器单元，跨导输出失调电流消除单元，带失调电压消除技术的积分放大单元，积分电容选择单元，缓冲隔离单元，采样保持单元，缓冲输出级单元。利用本发明的电路可读出二极管型非制冷红外焦平面阵列所产生的小信号；通过选择不同的积分电容值和改变跨导单元的偏置电流的大小而调整信号的放大倍数及积分时间等，以满足不同背景的需要；本发明还包括放大器输入级失调电压消除技术及跨导输出电流失调消除技术，从而提高了读出电路的整体精度。

主权项

带有失调消除功能的红外焦平面读出电路，其特征是，包括依次连接的：跨导放大器单元（3）、跨导输出失调电流消除单元（4）、积分放大单元（5）、缓冲隔离单元（7）、采样保持单元（8）和缓冲输出级单元（9），所述积分放大单元（5）还连接积分电容选择单元（6）；所述跨导放大器单元（3）将二极管阵列输出的电压信号转换成电流信号，以供积分放大单元（5）积分放大；所述跨导输出失调电流消除单元（4）包括串联的四个晶体管：第一PMOS管（M1）、第二PMOS管（M2）、第一NMOS管（M3）、第二NMOS管（M4），通过控制这四个晶体管的栅极电压控制流过晶体管的灌电流或漏电流而消除跨导放大器单元（3）输出的失调电流；所述积分放大单元（5）包括第一开关（S1）、第二开关（S2）、第三开关（S3）、第一电容（Cs）、第一运算放大器（AMP1），第一开关（S1）一端接第二PMOS管（M2）漏极与第一NMOS管（M3）漏极的连接第一节点（A4），第一开关（S1）另一端接第一运算放大器（AMP1）同相输入端以及基准电压（Vref），第一节点（A4）经过第一电容（Cs）接第一运算放大器（AMP1）反相输入端，在第一运算放大器（AMP1）反相输入端和输出端之间接入第三开关（S3），在第一运算放大器（AMP1）输出端和第一节点（A4）之间接入串联的第二开关（S2）和积分电容选择单元（6），第一运算放大器（AMP1）输出端连接到缓冲隔离单元（7）的输入端；通过控制第一开关（S1）、第二开关（S2）和第三开关（S3）的导通或断开选择使积分放大单元（5）处于复位状态或者积分状态；所述采样保持单元（8）包括第四开关（S4）、第五开关（S5）、第六开关（S6）、第二电容（Cint）、第三运算放大器（AMP3），缓冲隔离单元（7）输出端依次经过第四开关（S4）、第二电容（Cint）连接第三运算放大器（AMP3）反相输入端，第三运算放大器（AMP3）同相输入端接基准电压（Vref），在第三运算放大器（AMP3）输出端和反相输入端之间接入第五开关（S5），在第四开关（S4）和第二电容（Cint）的连接第二节点（A10）与第三运算放大器（AMP3）输出端之间接入第六开关（S6），第三运算放大器（AMP3）输出端连接到缓冲输出级单元（9）的输入端；采样保持单元（8）通过控制第四开关（S4）、第五开关（S5）和第六开关（S6）对缓冲隔离单元（7）输出的信号进行采样和保持；所述缓冲隔离单元（7）、缓冲输出级单元（9）均为运算放大器构成的电压跟随器；缓冲隔离单元（7）隔离采样保持单元（8）的第四开关（S4）对积分放大单元（5）的噪声影响；缓冲输出级单元（9）提高输出端带负载的能力。