基于Verilog-AMS的非制冷紅外焦平面陣列讀出電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、非制冷紅外焦平面陣列(Uncooled Infrared Focal Plane Array，UIRFPA)自上世紀(jì)七十年代開始起步起，已經(jīng)向第三代焦平面陣列發(fā)展，即“靈巧型焦平面陣列”。相對(duì)于制冷型焦平面來說，由于其體積小、質(zhì)量輕、成本低、壽命長、功耗小、啟動(dòng)快及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在科學(xué)研究、國民生活以及軍事防御的各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。近年來，UIRFPA的規(guī)模已從640×480擴(kuò)展到1，024×1，024。對(duì)應(yīng)于陣列，讀出電路(R

2、eadout Integrated Circuit，ROIC)的設(shè)計(jì)也是經(jīng)歷了多個(gè)階段。讀出電路的基本功能就是對(duì)紅外輻射轉(zhuǎn)換而來的電信號(hào)進(jìn)行積分、放大、采樣保持等一系列處理，最后，完成串并轉(zhuǎn)換并輸出。目前讀出電路的發(fā)展方向主要有功能豐富的讀出電路設(shè)計(jì)；ROIC設(shè)計(jì)中的低功耗技術(shù)；具有溫度補(bǔ)償功能的ROIC電路；背景抑制等。
　　本論文首先介紹了紅外焦平面陣列的原理、分類、應(yīng)用以及國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，使讀者對(duì)紅外焦平面有一個(gè)簡單的理解

3、。接著介紹了應(yīng)用混合信號(hào)/系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言Verilog-AMS進(jìn)行Top-Down設(shè)計(jì)的思想。在分析ROIC的原理基礎(chǔ)上對(duì)ROIC進(jìn)行系統(tǒng)劃分，建立各模塊的Verilog-AMS模型以及誤差分析模型等并仿真，最后建立了系統(tǒng)模型。
　　本文使用Cadence AMS工具進(jìn)行非制冷紅外線焦平面探測器讀出電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中陣列規(guī)模為320×240，文中詳細(xì)介紹了讀出電路基本模塊的設(shè)計(jì)原理以及應(yīng)用Verilog-AMS實(shí)現(xiàn)模塊和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)