具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合说明书附图对本申请实施例做进一步详细描述。

中波红外640X512 HgCdTe探测器主要用于实现目标红外信号与电信号的转换，包括HgCdTe列阵探测器芯片、CMOS读出电路芯片、金属杜瓦和斯特林制冷机组成。

探测器像元中心间距为15μm，相应波段为3.7~4.8μm，焦平面阵列（FPA）由512行×640列的像元组成，横向及纵向的像元中心间距均为15μm；探测器可以实现以下几种制式的成像：640×512、640×480、512×512及640×512范围内的开窗。

探测器还设置有不同的读出模式，读出模式可选择先积分后读出或者积分同时读出。

另外，探测器还具有可编程积分时间、窗口模式、水平和垂直翻转成像等功能，用户可以根据应用需求选择不同的工作模式。

探测器采用Xilinx的SHARTAN6为主处理芯片，可以完成50HZ的成像帧频、非均匀校正和图像增强等功能。

本申请实施例公开一种红外模拟信号调理采集电路。参照图1，一种红外模拟信号调理采集电路包括电源模块3、数字处理模块4、低噪声电路处理模块1、信号采集调理模块2和电机控制模块5；电源模块3用于提供电压；数字处理模块4连接电源模块3；低噪声电路处理模块1连接数字处理模块4，用于采集并调理探测器输出的模拟信号；信号采集调理模块2连接数字处理模块4，用于给探测器提供偏置电压；电机控制模块5连接数字处理模块4，用于控制探测器的镜头上的电机来实现连续变焦；通过上述模块之间的配合，提高了采集信号过程中的降噪效果。

参考图2，电源模块3用于提供稳定基准电压，并且为了满足不同系统的应用，电源设计为18V-36V宽范围输入，并且需要满足电开关控制、反接保护、过压过流保护、浪涌抑制等功能；因此，本申请实施例中的电源模块3包括反接保护单元31、过压过流保护单元32、滤波降噪单元33、浪涌抑制单元34和隔离单元35，反接保护单元31连接有电开关控制单元，过压过流保护单元32连接反接保护单元31，滤波降噪单元33连接过压过流保护单元32，浪涌抑制单元34连接滤波降噪单元33，隔离单元35连接浪涌抑制单元34；其中，反接保护单元31和过压过流单元均用于保护电源模块3。

在使用电源模块3时，外部供电电压首先经过电开关控制单元，经过反接保护单元31和过压过流保护单元32，再经过滤波降噪单元33和浪涌抑制单元34，最后经过隔离单元35生成可供成像电路和制冷机电路使用的电压；在本申请实施例中，探测器制冷剂工作时会产生强烈的PWM电磁干扰，因此需要通过隔离单元35对成像电路的电源和制冷机电路的电源进行隔离，降低制冷机电路对成像电路的干扰，使得成像电路可以输出稳定的图像；本申请实施例中隔离单元35采用DCDC电源芯片。

在本申请实施例中，首先通过RC滤波降低噪声，然后运放形成有源滤波器，降低电源噪声，同时运放还可以增大电路驱动能力，再通过LT3042超低噪声LDO进行电压转换，有效抑制前端DCDC电源芯片带来的波纹噪声。

参考图3，低噪声电路处理模块1包括基准电压单元11、滤波单元12、负反馈单元13和转换单元14；基准电压单元11用于输出稳定基准电压，滤波单元12连接基准电压单元11，负反馈单元13连接滤波单元12，用于减低电路噪声；转换单元14连接基准电压单元11。

其中，转换单元14包括LTC2263-14芯片，该芯片为AD转换芯片，采样精度为14位精度，采样范围为2Vp-p，探测器输出的电压信号的范围是1.4-3.0V，因此需要将探测器输出的单端电压信号转换成满足AD转换芯片采样范围的差分电压信号，并且在信号变换过程中不能引入过多的噪声，故通过基准电压单元11、滤波单元12和负反馈单元13实现上述要求。

基准电压单元11是用于输出一个稳定的基准电压，该电压会随着时间或温度的变化而变化；根据噪声传递理论，由于基准电压单元11为电路的第一级，其噪声系数越小越好；因此从长期稳定性、温度稳定性及输出噪声3个方面选择基准电压单元11；故本申请实施例中基准电压单元11包括ADR4540芯片。

滤波单元12包括两个相同的RC低通滤波器121，通过RC滤波可以有效降低电路噪声；基准电压单元11的输出端分别连接至两个RC低通滤波器121，并且基准电压单元11和RC低通滤波器121之间串联有电阻R1和电阻R2；RC低通滤波器121包括一个电阻和与电阻并联的电容；RC低通滤波器121并联在低噪声电路处理模块1电路内，用于衰减高频信号；负反馈单元13包括两个相同的非反向放大器131，非反向放大器131的正相输入端连接RC低通滤波器121的输出端，非反向放大器131的反相输入端连接至非反向放大器131的输入端，通过采用非反向放大器131，降低了电路结构的复杂度，降低了电路噪声。

在使用低噪声电路处理模块1时，首先，基准电压单元11输出电压，然后经过电阻R1和R2分压后得到目标电压；目标电压经过RC低通滤波器121的滤波后再经过非反向放大器131的缓冲得到理想偏置电压；例如，输出电压为12V，所需的理想电压为2.5V，根据分压理论，R1/R2的电压比值为19/5；在本申请实施例中，上述过程可以理解为运放形成有源滤波器，降低了电源噪声，同时运放还可以增加电路驱动能力。

在本申请实施例中，RC低通滤波器121中的电阻为1.6MΩ，电容为μF，截止频率为0.1Hz；非反向放大器131采用LT6202。

其中，非反向放大器LTC6202可以进行单端差分信号传输，以增大模拟信号的抗干扰能力，因为ADC输入电压范围为0-4.096V，通过全差分放大器ADA4940可将探测器输出的信号进行放大，并以2.048为共模电压输出满足AD转换芯片采样范围的电压信号。

参考图4，可以理解的是，红外探测器像元阵列工作在80 K的温度下，同时需要提供一定的电压和脉冲信号才能将外界的红外辐射进行光电转换，形成光电流，并由CMOS读出电路进行光电流的积分，形成并输出电压信号；因此，探测器驱动电路主要是提供给探测器工作所需要的偏置电压与时序信号，其中固定的偏置电压，可以采用电源芯片直接供电的方式，除固定的偏置电压外其余部分是可调节的、需要根据实际情况进行调整的偏置电压。

本申请实施例中设置信号采集调理模块2实现上述要求；信号采集调理模块2包括数模转换单元21和运放单元22；数模转换单元21连接运放单元22，运放单元22连接探测器；运放单元22接收探测器发送的可放大或衰减的原始模拟信号，数模转换单元21用于调理原始模拟信号；在本申请实施例中，运放单元22包括运放和全差分放大器，当运放单元22接收到原始模拟信号时，首先运放对原始模拟信号进行单端转差分转换，然后再经过全差分放大器进行调理后送入数模转换单元21；通过数模转换单元21和运放单元22的配合实现了为探测器提供电源及偏置电压，使得探测器的工作电压保持在最佳工作电压下。

本申请实施例中的数字处理模块4采用的是FPGA数字处理电路，电机控制模块5用于控制探测器的镜头上的电机来实现连续变焦。

以上描述仅为本申请得较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。