【摘 要】
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针对短波红外探测器弱信号耦合、高帧频输出和噪声抑制的要求,本文设计了512×256面阵探测器读出电路(ROIC)，电路包括高帧频模拟信号传输链路、CTIA输入级及数字控制。完整的
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针对短波红外探测器弱信号耦合、高帧频输出和噪声抑制的要求,本文设计了512×256面阵探测器读出电路(ROIC)，电路包括高帧频模拟信号传输链路、CTIA输入级及数字控制。完整的模拟信号链由运放积分型(CTIA)单元输入级、相关双采样、电荷放大器和互补型输出级构成。本文设计了一种高注入效率、低噪声、简约的运放积分型（CTIA）输入级，CTIA单元输入级基于电流源负载的共源共栅结构,具有CTIA结构的优点，同时克服传统的CTIA结构复杂、功耗过高的缺点。512×256在低温模型的仿真环境下，进行了前仿真和提取版图寄生参数的后仿真；基于CSMC-6S05DPTM0.5μm工艺流片、验证，读出电路芯片的测试结果与仿真结果基本一致,输出信号电压范围达到2.3V,单元功耗小于1.0μW。在低温验证测试基础上，进行电路的优化改进设计，得到结果8路输出的工作帧频达250Hz。为短波红外焦平面探测器弱信号读出提供了有效的设计选择。本论文研究了一个为红外焦平面阵列图像处理设计的实时处理系统，实时性是红外图像处理的关键技术，结合预处理和边缘锐化功能，进行大噪声、复杂背景、模糊目标的红外图像处理。这个实时红外图像处理系统基于赛灵思的Virtex-5FPGA开发板，利用了赛灵思的MicroBlaze软核处理器和作者自己定制的图像处理IP，很好的发挥了平台的性能。为今后的系统扩展提供了参考。
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