CTIA型读出电路的噪声抑制

CTIA型红外读出电路的数字控制电路结构研究

１引言
在红外成像系统中，读出电路是用以检测并放大前级探测器产生的微弱信号，它是探测器电信号到热成像整机的信号传输通道，其性能直接影响焦
平面探测器的性能指标，在很大程度上决定了探测器的性能… 。
电容反馈互导放大器（ＴＡ）红外焦平面读ＣＩ型
维普资讯
２ＯＯ６年１２月增刊
实
验
科
学
与
技
术
பைடு நூலகம்
ＣＩＴＡ型红外读出电路的数字控制电路结构研究
沈科” ，王红培，胡滨
（电子科技大学
成都６０５）１０４
摘要：研究了电容反馈互导放大器（ＴＡ）红外读出电路的数字控制部分的工作原理，并ＣＩ型针对ＣＩ这一特殊结构的读出电路，提出了一种基于计数器的数字控制电路结构。文中给出了ＴＡ
ｆｒｒｏｅｔｃｕｅｏｅｄｓｔｌｃｒｕｔｆＴＡｒａｏｔｉｕｔａｅｎｃｕｔｒｏａｅｔ－ｏｗａｄａｎｖｌｒｔｒｆｉａｉｉｏＩｄｕｒｉｂｓｄｏｏｎｅ．ＣｍｐｒｄｔｏｓｕｈｔｃＣｅｃｃｏｈｅ，ｔｅｎｗｓｒｃｕａｅｅｓｅｏｔｌａｄｆｗｅａｓｓｒｌｓｄｉｅｎｗｓｕｔｒ．ｓｒｈｅｔｔｒＣｂａｉｒｔｃｎｒｅｒｔｎｉｔｓａｅｕｅｎｔｅｔｃｅｕｅｎｏｏｎｒｏｈｒｕＫｅｒｓｙｗｏｄ：ＣＩＴＡ；ＲＯＩＣ；ＣＤＳ；Ｄ－ｉｇｒＣｕｔｒｔｇｅ；ｏｎｅｒ

【国家自然科学基金】_凝视成像_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

2013年科研热词推荐指数信噪比 2 遥感图像 1 运放积分(ctia)读出电路 1 质量评价 1 红花 1 红外点目标 1 红外 1 空间相机 1 空域噪声 1 短波红外焦平面 1 消热差设计 1 时域噪声 1 振动抑制 1 折/衍混合 1 快速鉴别 1 弱信号耦合读出 1 大视场 1 地球静止轨道 1 图像配准 1 图像融合 1 卫星颤振 1 共形光学 1 全景成像 1 光谱成像 1 光学成像 1 作用距离 1 仿真模型 1 临边探测 1 mtf 1
科研热词验证面阵ccd 配准红外焦平面阵列红外凝视阵列条纹非均匀性校正小型三轴气浮台定量仿真模型凝视卫星全物理仿真,李氏函数仿真度亮度恒定
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年序号 1 2 3 4 5 6 7
科研热词选择性注意视觉仿生目标识别感知计算小波统计分析小场景子系统大场景子系统
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1
2011年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
科研热词光学设计连续变焦红外光学系统凝视成像鱼眼镜头高变焦比遥感图像处理调制传递函数红外热像仪红外成像制导杂散辐射时间延迟积分无热化敏捷卫星操纵律控制力矩陀螺振动探测折射/衍射混合折反射式光学系统成像系统姿态跟踪大面阵探测器地球静止轨道图像配准图像融合共形光学光学系统设计光学系统信噪比互补金属氧化物半导体中红外

光电探测器中的噪声抑制方法研究

光电探测器中的噪声抑制方法研究一、前言光电探测器是众多高科技领域中不可或缺的重要组成部分，其在光通信、光学成像、光谱分析等领域中均有广泛应用。

然而，在实际应用中，由于光电探测器内部存在噪声，将影响其灵敏度、信噪比等性能指标，从而限制了其进一步发展和应用。

因此，研究光电探测器中的噪声抑制方法势在必行。

二、光电探测器中的噪声来源及分类在了解光电探测器中的噪声抑制方法之前，我们需要先了解光电探测器中的噪声来源及分类。

一般来说，光电探测器中的噪声来源主要有四种：1.热噪声：由于光电探测器材料内部存在自由电子，它们在温度的作用下会自发地产生运动，形成电子热噪声。

2.暗电流噪声：当没有光照射到光电探测器感光面时，由于材料内部的本征缺陷、自由载流子复合等原因，会形成暗电流，产生暗电流噪声。

3.光敏噪声：主要源于光电探测器感光面的非均匀性或材料的局部不稳定性等因素。

4.外界电磁噪声：由于周围环境中存在各种电磁干扰源，如电源、通信设备等，这些源会通过电磁波的方式影响光电探测器的工作，产生外界电磁噪声。

根据噪声的源头不同，可以将光电探测器中的噪声分为内在噪声和外在噪声。

三、光电探测器中的噪声抑制方法为了降低光电探测器中的噪声，提高其性能指标，我们需要采取一些噪声抑制方法。

1.温度控制由于光电探测器内部的热噪声是温度相关的，因此要控制光电探测器的温度，保证在一定温度范围内稳定工作。

这种方法适用于较小的光电探测器，如光电二极管等。

2.深度冷却对于大型、高性能的光电探测器，如CCD等，温度控制往往不能满足要求。

这时候，可以采用深度冷却技术，将探测器冷却到低温状态，降低热噪声的影响。

3.背景抑制在某些实际应用中，由于背景光比信号光强度高很多，容易受到背景光的影响而产生噪声。

因此，采取背景抑制技术能够有效地减小背景光对光电探测器的影响。

4.信号滤波在光电探测器中，由于存在各种原因，如器件本身噪声和外界噪声等，会产生高频噪声和低频噪声。

红外热像仪图像调校及选型标准

红外热像仪选型及图像调试标准目次1红外热像仪基本概念 (3)2红外热像仪成像原理 (4)2.1红外探测器成像原理 (4)2.2硬件设计原理 (5)2.3软件设计原理 (6)3红外图像调校标准 (7)3.1非均匀性校正（NUC） (7)3.2图像增强 (9)3.3鬼影（Ghost） (10)3.4坏点(Bad Pixels) (10)3.5对比度 (11)3.6锅盖 (12)3.7补偿（Calibration） (12)3.8本底图像 (12)3.9自适应动态范围压缩（AGC） (13)3.10图像细节增强（DDE） (13)3.113D DNR数字降噪 (13)4红外镜头选型 (14)4.1光学镜头常用的材料 (14)4.2红外光学镜片材料选型 (14)4.3红外镜头选型 (15)5红外探测器选型 (17)5.1制冷型探测器类型 (18)5.2制冷探测器场景应用 (23)5.3非制冷型探测器类型 (24)5.4非制冷型探测器封装类型 (25)6红外热像仪关键参数选型 (28)6.1焦距 (28)6.2视场角 (28)6.3响应率 (29)6.4响应时间 (29)6.5噪声 (30)6.6噪声等效功率NEP (30)6.7信噪比 (30)6.8噪声等效温差（NETD） (30)6.9最小可分辨温差（MRTD） (30)6.10探测率 (31)6.11帧率 (31)6.12空间分辨率 (31)7总结 (31)7.1红外热成像优势 (31)7.2红外热像仪应用 (32)7.3红外热成像探测器的技术趋势 (34)1红外热像仪基本概念红外热成像技术是一种通过利用物体表面的热辐射来识别物体表面温度分布的检测技术，它通过红外探测器将光信号转化为电信号，再经过处理后转化为热像图，以便人们观察。

红外辐射是一种电磁波辐射。

它的波长介于可见光和微波之间，通常被分为近红外、短波红外、中波红外和长波红外及远红外区域。

a）近红外辐射波段：0.78-1微米b）短波红外辐射波段：1-3微米c）中波红外辐射波段：3-5微米d）长波红外辐射波段：8-14微米e）远红外波段：14-1000微米图1红外光谱波长图红外热像仪由红外光学镜头、红外探测器、信号处理器和图像处理器等组成。

基于CTIA的微弱信号放大电路研究

基于CTIA的微弱信号放大电路研究邢亚第【摘要】获得尽可能大的放大倍数与运放饱和输出导致信号失真的矛盾,制约着微弱信号放大调理电路的整体性能.由于水听器及其他产生微弱信号的传感器的一致性原因,其输出信号的微小偏移可能导致放大电路的饱和失真.如果不能很好地解决该问题,数据采集系统将不得不以降低电路放大倍数为代价以获得不失真数据.介绍了一种信号输出直流偏置不依赖于前端输入直流偏置的CTIA型积分放大与采样保持电路.理论上,配合嵌入式系统提供的时序控制与偏置反馈功能,该电路可以很好地解决由于水听器输出一致性原因导致的信号失真问题,保证了电路的放大倍数的需求.%The contradiction between the maximum amplification factor to gain and the saturation output of the op-amp which leads to signal distortion, restricts the overall performance of the weak signal amplifying and conditioning circuit. Due to the consistency of hydrophones and other sensors that pro-duce weak signals, small shifts in their output signals may result in saturation distortion of the amplifica-tion circuit. If this problem is not solved well, that data acquisition system will have to obtain undistort-ed data at the expense of reducing the amplification factor of the circuit. This paper introduces a CTIA-type integrated amplifier and sample-and-hold circuit whose signal output DC bias is independent of front-end input DC bias. In theory, with the timing control and bias feedback function provided by em-bedded system, this circuit can solve the problem of signal distortion caused by the consistency of hy-drophone output,and ensure the requirements of the amplification factor of the circuit.【期刊名称】《微处理机》【年(卷),期】2018(039)002【总页数】4页(P54-56,60)【关键词】水声器;微弱信号;积分放大;CTIA电路;采样保持【作者】邢亚第【作者单位】中船重工集团公司第七二六研究所,上海201108【正文语种】中文【中图分类】TN722.51 引言声波是目前海洋中唯一能够远距离传播的能量辐射形式，所以声波成为在浩瀚的大海中进行信息采集、传输的重要载体[1]。

短波IRFPAs读出电路CTIA输入级的优化设计

・
红外技术及应用・
短波ＩＲＦＰＡｓ读出电路ＣＴＩＡ输入级的优化设计
王攀，丁瑞军，叶振华
（１．中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室，上海２０００８３；２．中国科学院研究生院，北京１０００３９）
（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｆｒａｒｅｄＩｍａｇｉｎｇＭａｔｅｉｒａｌｓａｎｄＤｅｔｅｃｔｏｒｓ，ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ
ｓｔａｇｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｉｎｐｕｔｓｔａｇｅｈａｓｈｉｇｈｉｎｊｅｃｔｉｏｎｅｉｃｆｉｅｎｃｙ，ｌｏｗｎｏｉｓｅａｎｄｃｏｍｐａｃｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＡＣＴＩＡｉｎｐｕｔｓｔａｇｅ
ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００８３，Ｃｈｉｎａ；
２．ＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３９，Ｃｈｉｎａ）

电路中的噪声分析与抑制

电路中的噪声分析与抑制在电路设计和应用过程中，噪声是一个不可避免的问题。

噪声会对电路的性能和可靠性造成负面影响，因此对电路中的噪声进行有效的分析和抑制是非常重要的。

本文将从噪声的来源、分析方法和抑制措施三个方面进行探讨。

一、噪声的来源1. 热噪声热噪声是由于电子元件内部的热运动引起的，通常以热电压的形式存在。

它是由于元件内部自身的电导产生的，与温度成正比。

在电路中，电阻器是主要的热噪声产生源。

2. 间隙噪声间隙噪声是由于电子元件内部的材料不完美造成的。

例如，在半导体器件中，由于材料的禁带宽度不均匀或杂质引起的缺陷，都会产生间隙噪声。

3. 交流电源噪声交流电源噪声是由于电源本身的不稳定性引起的。

当电源电压波动或产生纹波时，会导致交流电源噪声的产生。

4. 串扰噪声串扰噪声是由于电路中不同信号之间的相互影响引起的。

例如，当信号之间的耦合不完全时，就会导致串扰噪声的产生。

二、噪声的分析方法1. 频谱分析法频谱分析法是一种常用的噪声分析方法，通过对信号或电路的频谱进行分析，可以确定噪声在不同频率上的分布情况。

常用的频谱分析设备有频谱仪和傅里叶变换仪等。

2. 时域分析法时域分析法主要通过对信号或电路的波形进行分析，可以了解噪声在时间上的规律。

常用的时域分析设备有示波器和瞬态记录仪等。

3. 直流偏置点分析法直流偏置点分析法主要用于分析噪声对直流工作点的影响，通过改变直流偏置点的位置，观察噪声信号的变化情况，可以确定噪声的来源和传播路径。

三、噪声的抑制措施1. 滤波器的应用滤波器是抑制噪声的有效手段之一。

根据噪声的频率特性选择合适的滤波器，并将其放置在电路的合适位置，可以滤除不需要的噪声信号。

2. 接地和屏蔽设计通过合理的接地和屏蔽设计，可以减少电路中的干扰噪声。

良好的接地设计和合适的屏蔽措施可以避免不必要的耦合和串扰。

3. 优化电源设计电源是电路中噪声的重要来源，优化电源设计可以减少电源噪声对电路的影响。

例如，使用稳定的电源模块、加入滤波电容和使用低纹波电源等方法。

电子电路中的噪声抑制和信号增强方法

电子电路中的噪声抑制和信号增强方法电子电路中的噪声抑制和信号增强是提高电路性能的重要方面。

本文将详细介绍噪声抑制和信号增强的方法，并提供相关步骤和技巧。

一、噪声抑制方法：1. 降低噪声源功率- 采用低噪声元件或器件，如低噪声放大器等；- 优化电源设计，使其输出更稳定，减少噪声；- 减小噪声源与电路之间的耦合。

2. 使用滤波器- 选择合适的滤波器类型，如低通滤波器、带通滤波器等；- 设置滤波器的截止频率，使其能够滤除噪声信号；- 注意滤波器的设计参数，选择合适的阻抗匹配。

3. 加强屏蔽措施- 使用屏蔽层或屏蔽罩，减少外界干扰；- 优化布线，减小信号线与干扰源的距离；- 使用屏蔽材料或屏蔽方法，避免噪声传播。

4. 优化地线设计- 使用低阻抗连接地线；- 避免地线回路产生环路，造成环路干扰；- 分离模拟地线和数字地线，减少互相干扰。

二、信号增强方法：1. 选择高增益放大器- 根据信号强度和频率要求，选择合适的放大器；- 采用低噪声放大器，提高信号质量；- 注意放大器的线性范围，避免失真。

2. 增加前置放大器- 在信号源与主放大器之间加入前置放大器，增加信号强度；- 控制前置放大器的增益，避免过度放大。

3. 优化滤波器设计- 设置合适的截止频率和通带范围，滤除无关频率的干扰信号；- 选择合适的滤波器类型和参数，保证信号增强的效果。

4. 提高输入灵敏度- 采用高灵敏度传感器或探头，增强信号的捕获能力；- 优化信号采集电路设计，提高输入信号的灵敏度。

三、实施步骤和技巧：1. 分析电路噪声源和信号源的特性，确定噪声抑制和信号增强的重点；2. 根据电路设计要求，选择合适的方法和器件进行实施；3. 注意电路布局和连接，避免噪声传播和信号损失；4. 严格控制电路的环境温度和湿度，防止温度和湿度对电路性能的影响；5. 进行严格的测试和调试，验证噪声抑制和信号增强的效果；6. 定期进行维护和检修，保持电路的稳定性和性能。

遥感应用中短波红外探测器系统的信噪比计算

引言
在国防、民用、科学和商业空问的基础项目中，
对于短波探测器，国内目前比较常用的一种计算方法Ｌ是已知探测器的比探测率计算探测器的信噪２Ｊ
比，即：
ｓＮＲ：
多光谱以及超光谱成像传感器得到了越来越多的应用。短波红外是成像光谱仪的重要覆盖波段。而研究和发展最新的从可见光到长波红外的焦平面技术，需要对系统需求有深入的理解，并根据这些需求选择相
内大气顶太阳辐照度。：）
Ｅ）－（ｄ（＝＝ｆ）山ｔ２Ｅ
式中：
（２）
）太阳发射光谱辐射，单位为ｗ／．ｍ。是ｍ２Ｂ
假设太阳高度角为地物目标反射率为Ｐ，则地
面的反射幅亮度为：（一［＆）ｏａｍ）ｃｓ］由此计算得到探测器接收的辐射功率：／（ｏ＝）。，ｏＡ）（・・／－（）３（）４
信噪比是系统设计中的重要指标。在焦平面系统中，信噪比常常被表述为依赖于波长的噪声等效辐照度（Ｉ以及系统应用条件下（ＮＥ）如积分时问、焦平面工作温度、像素大小）的动态范围特性，而对系统的各种性能进行约束。正确计算信噪比可以检验设计的正确性，衡量设计系统的整体性能，并对系统中器件和规格的选择做出指导。
摘要：短波红外探测器技术在空间遥感领域有着重要的应用。在焦平面系统中，噪比是设计的一项信重要指标。正确计算信噪比可以检验设计的正确性，衡量设计系统的整体性能，并对系统中器件和规格的选择做出指导。介绍了两种针对短波探测器系统信噪比的计算方法，并对其进行了分析比较。最后，分别使用两种方法对一个实例进行信噪比计算，并将结果进行了比较。关键字：短波红外；焦平面；信噪比

红外焦平面信号读出及处理技术

１引言随着红外探测器及集成电路技术的发展，作
为红外探测器组件核心部件的读出电路正朝着第三代焦平面读出电路的方向发展，其主要特点是大面阵、小间距、高帧频、数字化、大电荷处理能力等。焦平面读出电路信号处理技术在提高了组件小型化、智能化水平的同时，大大提高了组件的动态范围和信噪比，提高了系统的灵
外探测器组件。表征其图像质量的两个关键性能指标分别为动态范围与信噪比。
图１读出电路工作原理图
Ｆｉｇ１Ｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔｓｃｈｅｍａｔｉｃ
动态范围定义为最大的非饱和信号与无光输入
条件下组件噪声之比，参见公式（１），动态范围大的组件通常会产生高的图像质量［１］。
ＤＲ＝ｑｍａｘ－ｉｄｔｉｎｔ
Ｓｉｇｎａｌｒｅａｄｏｕｔａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅ
（ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏＯｐｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅａｄｏｕｔｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｎｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒｄｅｗａｒｃｏｏｌｅｒａｓｓｅｍｂｌｙ（ＩＤＤＣＡ），ａｎｄｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｈａｓａｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｎＩＤＤＣＡａｎｄｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒｓ，ＲＯＩＣｓｈｏｕｌｄａｄｏｐｔｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｉｇｎａｌｒｅａｄｏｕｔａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｉｍｐｒｏｖｅａｓｓｅｍｂｌｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｅｖｅｒａｌｓｉｇｎａｌｒｅａｄｏｕｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｓｕｃｈａｓｓｏｕｒｃｅｆｏｌｌｏｗｅｒｉｎｐｕｔｓｔａｇｅ，ｄｉｒｅｃｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎｉｎｐｕｔｓｔａｇｅ，ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋａｍｐｌｉｆｉｅｒｉｎｐｕｔｓｔａｇｅ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｌｏｗｎｏｉｓｅｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｄｏｕｂｌｅｓａｍｐｌｉｎｇａｎｄｐｉｘｅｌｌｅｖｅｌｄｉｇｉｔａｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｅｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＲＯＩＣ；ｉｎｐｕｔｓｔａｇｅ；ｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｌｏｗｎｏｉｓｅ；ＣＤＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｉｇｉｔｉｚａｔｉｏｎ

背景暗电流抑制的红外探测器读出电路输入级设计

第５１卷　第１期激光与红外Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．１　２０２１年１月ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤＪａｎｕａｒｙ，２０２１文章编号：１００１５０７８（２０２１）０１００６９０５·红外技术及应用·背景暗电流抑制的红外探测器读出电路输入级设计张露漩，袁　媛，李敬国（中电科光电科技有限公司，北京１０００１５）摘　要：主要研究红外探测器读出电路的输入级设计，针对短波红外信号，电容反馈互导放大器型（ＣＴＩＡ）读出电路具有高注入效率的特点。

本文设计了一种带有背景暗电流抑制的ＣＴＩＡ型读出电路输入级结构，该结构在７７Ｋ低温环境，大于３００μｓ的长积分时间工作。

探测器接收短波小信号，注入电流０～８００ｐＡ，与传统的ＣＴＩＡ型读出电路输入级相比，有效实现对背景暗电流的抑制作用，提供探测器偏压的稳定度提高９３．２％，同时，积分线性度达到９９．９７％，具有良好的积分均匀性、灵敏度和动态范围。

关键词：红外探测器；读出电路；ＣＴＩＡ；暗电流中图分类号：ＴＮ４文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０２１．０１．０１２ＩｎｐｕｔｓｔａｇｅｄｅｓｉｇｎｏｆＩＲｄｅｔｅｃｔｏｒｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎＺＨＡＮＧＬｕｘｕａｎ，ＹＵＡＮＹｕａｎ，ＬＩＪｉｎｇｇｕｏ（ＣＥＴＣＥｌｅｃｔｒｏＯｐｔｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｉｎｐｕｔｓｔａｇｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒＦｏｒｔｈｅｓｈｏｒｔｗａｖｅｉｎｆｒａｒｅｄｓｉｇｎａｌ，ｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅａｍｐｌｉｆｉｅｒ（ＣＴＩＡ）ｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｇｈｉｎｊｅｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｉｎｐｕｔｓｔａｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＣＴＩＡｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄＴｈｉｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃａｎａｃｈｉｅｖｅａｌｏｎｇｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆｍｏｒｅｔｈａｎ３００μｓ，ａｎｄｉｎ７７Ｋｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｏｒｒｅｃｅｉｖｅｓｓｈｏｒｔｗａｖｅｓｍａｌｌｓｉｇｎａｌａｎｄｔｈｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｉｓ０～８００ｐＡ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｐｕｔｓｔａｇｅｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣＴＩＡｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔ，ｉｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｐｒｏｖｉｄｅａｄｅｔｅｃｔｏｒｂｉａｓｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆ９３２％Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙｉｓ９９９７％，ｗｈｉｃｈｈａｓｇｏｏｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ，ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎｄｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒ；ｒｅａｄｏｕｔｃｉｒｃｕｉｔ；ＣＴＩＡ；ｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔ作者简介：张露漩（１９９４－），女，硕士，研究方向为集成电路设计，红外读出电路设计。

ctia型紫外焦平面读出电路设计

留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内
容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后
结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的
论文在解密后遵守此规定）
本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。
本人签名：
日期
导师签名：
Key word: UV-detecting readout circuit CTIA
目录
目录
第一章绪论............................................................................................................. 1 1.1 紫外探测技术概述.........................................................................................1 1.1.1 紫外概念.................................................................................................. 1 1.1.2 紫外探测技术的应用.............................................................................. 2 1.1.3 紫外探测器简介...................................................................................... 4 1.2 紫外焦平面阵列的分类及发展状况.............................................................5 1.3 论文研究内容及章节安排.............................................................................7

芯片设计中的电源噪声抑制技术是什么

芯片设计中的电源噪声抑制技术是什么在当今的科技时代，芯片无疑是众多电子设备的核心组件。

从智能手机到超级计算机，从智能家居设备到汽车电子系统，芯片的性能和稳定性直接影响着整个设备的运行效果。

而在芯片设计中，电源噪声抑制技术是一个至关重要的环节，它对于保障芯片的正常工作、提高性能以及增强可靠性都有着举足轻重的作用。

那么，究竟什么是芯片设计中的电源噪声抑制技术呢？简单来说，电源噪声就是指电源电压的不稳定和波动。

当芯片在工作时，其内部的晶体管会不断地开关，这会导致电流的快速变化。

而电流的变化会在电源线上产生电压波动，就形成了电源噪声。

这些噪声如果不加以抑制，可能会导致芯片的逻辑错误、性能下降，甚至完全失效。

为了抑制电源噪声，工程师们采用了多种技术手段。

其中，最常见的一种是使用去耦电容。

去耦电容就像是一个小的“蓄水池”，它能够在电流需求突然增加时迅速释放电荷，以维持电源电压的稳定；在电流需求减少时，又能够吸收多余的电荷。

通过在芯片的电源引脚附近放置合适容量和数量的去耦电容，可以有效地降低电源噪声。

电源平面和地平面的设计也是电源噪声抑制的重要策略。

在芯片的多层布线结构中，电源平面和地平面可以提供低阻抗的电流通路，减少电流回流路径上的阻抗，从而降低电源噪声。

合理的布局和规划这两个平面，可以使电流分布更加均匀，减少局部的电压降和噪声。

另外，电源管理单元（PMU）的优化设计也是关键。

PMU 负责为芯片提供稳定的电源电压。

通过采用先进的电源转换技术，如降压转换器（Buck Converter）和低压差稳压器（LDO），可以将输入的电源电压转换为芯片所需的精确电压，并在负载变化时快速响应，保持输出电压的稳定。

在芯片设计的早期阶段，进行电源完整性分析也是必不可少的。

通过使用专业的仿真工具，可以模拟芯片在不同工作状态下的电源电流和电压分布，预测可能出现的电源噪声问题，并提前采取相应的措施进行优化。

这种前瞻性的设计方法能够大大提高芯片的电源噪声抑制效果。

抑制声音噪声的电路

抑制声音噪声的电路
抑制声音噪声的电路通常采用一些特定的电子元件和技术来实现。

其中，最常见的是采用声学传感器来捕捉环境中的噪音信号，
然后利用数字信号处理技术对这些信号进行处理，通过相位反转或
滤波等方法，将噪音信号与原始信号相抵消，从而达到抑制噪音的
效果。

此外，还有一些基于模拟电路的噪音抑制技术，比如采用降噪
耳机中的主动噪音控制（ANC）技术，通过内置的麦克风和电路来实
时监测并抵消外部噪音。

这种技术在消费电子产品中得到了广泛的
应用，能够有效地提高音频体验。

抑制声音噪声的电路技术的发展，不仅可以改善人们的生活质量，还有助于提高工作环境的舒适度和效率。

在医疗设备、航空航天、汽车等领域，抑制噪音的电路技术也发挥着重要作用，为人们
创造了更加安静、舒适的环境。

总的来说，抑制声音噪声的电路技术在当今社会具有重要意义，它不仅可以改善人们的生活质量，还有助于提高工作效率和健康水
平。

随着科技的不断进步，相信这一领域的技术将会得到更多的发展和应用。

光电探测器干扰电源噪声的抑制技术

光电探测器干扰电源噪声的抑制技术光电探测器是现代探测技术中重要的一个分支，其广泛应用于激光雷达、化学、生物医学、光通信等领域。

然而，在实际应用中，光电探测器的性能将会受到电源噪声干扰而受损。

因此，如何有效抑制电源噪声变得尤为重要。

本文将对光电探测器干扰电源噪声的抑制技术进行详细探讨。

一、电源噪声的来源及对光电探测器的影响电源噪声是由电力系统中有源器件的非线性电路产生的，它是一种不稳定、不规则的电压或电流波动。

电源噪声对光电探测器的影响主要包括两个方面：一方面，电源噪声会引起随机变化的输出信号，从而影响探测器的准确度和稳定性；另一方面，它还会对光电探测器的灵敏度产生影响。

因此，必须采取适当的抑制技术来降低电源噪声的影响。

二、抑制电源噪声的技术1. 筛选电源一个简单而有效的方法是从电源中筛选出理想的电压输出。

常用方法包括三角洲变压器和稳压器。

三角洲变压器是一种变压器，它能够降低电源中的噪声和干扰，然而，它也具有一些缺点，如较大的尺寸和高成本。

另外一种方法是采用稳压器，它可以消除电源中的电压峰值和谷值，提供平稳的电源输出。

2. 增加光电探测器的灵敏度另一种抑制电源噪声的方法是增加光电探测器的灵敏度。

提高灵敏度的方法包括增加光电探测器的采样率、使用更高灵敏度的探测器或使用与探测器匹配的前置放大器。

3. 电源滤波电源滤波也是抑制电源噪声的有效方法。

电源滤波是通过将信号传输到一个过滤器中，去除高频噪声。

常用的过滤器包括低通滤波器和带通滤波器。

低通滤波器将高频噪声去除，而带通滤波器可以有效地去除低频和高频噪声。

4. 地线设计地线设计也是抑制电源噪声的重要因素。

地线设计包括彻底接地和对地线进行更好的过滤。

在大多数情况下，接地的电路可以减少电源噪声的影响。

同时，通过恰当的地线布线，可以进一步减少电源噪声的传输。

5. 电源信号处理最后，还有一些掩盖电源噪声的信号处理方法。

这包括数字滤波器、模拟滤波器、自适应滤波器和小波变换等。

读出电路噪声分析

读出电路噪声分析前言噪声是制约红外读出电路性能的主要因素之一，它限制了探测器对微小电流的识别能力。

读出电路主要是由MOS 管和与MOS 工艺兼容的电容组成的，电容和MOS 管都会产生噪声，其中电容的噪声是因为制造不均匀所产生空间阵列噪声，而MOS 管的噪声是由于其固有特性引起的，并且是读出电路中主要的噪声源。

读出电路的噪声按产生机制来说主要分为三大类：一是器件固有的噪声如热噪声和1/f 噪声以及散粒噪声；二是由电路结构和工作方式引起的噪声，如KTC 噪声和衬底噪声；三是制造误差引起的空间噪声，如固定图形噪声。

为了了解噪声的特性，需要对各种噪声的产生原因进行分析。

1/f 噪声1/f 噪声又叫闪烁噪声，是MOS 管的一种固有噪声。

噪声的产生原因是MOS 管是表面型器件，衬底和二氧化硅的接触面存在界面态和缺陷，由于这些界面态和缺陷能俘获载流子，使得表面电荷产生起伏，从而在栅极产生噪声电压。

1/f 噪声可以用串联在栅极的电压源来模拟，近似的噪声电压可以表示为：f WL C K ox 1V 2n •=其中K 是与工艺有关的参数，C ox 是单位面积氧化层电容，W 和L 是MOS 管宽度和有效长度，f 是频率。

由上式可以知道1/f 噪声与f 成反比，故这种噪声在低频时比较突出，主要表现在20kHZ 以下，所以1/f 噪声也称为低频噪声。

从噪声电压与WL 的反比关系可以看出，要减少 1 f 噪声的方法就是必须增加器件面积。

PMOS 晶体管输送空穴是在“埋沟”中，也就是在距氧化物和硅界面有一定距离的地方，另一方面在CMOS 电路中PMOS 管的宽长比一般比NMOS 大，在采用工艺最短沟道长度时，面积比NMOS 管大，故 PMOS 晶体管的 1/f 噪声比 NMOS 晶体管的低，所以，用 PMOS 晶体管来代替 NMOS 晶体管能降低电路的 1/ f 噪声。

固定图形噪声（FPN ）由于半导体材料和制造工艺等原因，读出电路每个像素单元不可能完全一样而会出现偏差，所以当输入相同的探测信号时，读出的结果也会不一致，称这种阵列电路所特有的空间噪声为固定图形噪声（Fixed Pattern Noise ）。

ctia型读出电路的噪声抑制

ctia型读出电路的噪声抑制
CTIA型读出电路的噪声抑制是一种常见的信号处理技术，它主要通过改变接收端阻抗来改善信号质量、减少噪声干扰。

噪声抑制有助于提高传感器的性能和精度，以及减少系统故障率。

具体而言，ctia型读出电路的噪声抑制包括以下几种方法：
1. 设计电流源对耦合器：在接收端使用电流源对耦合器可以有效地抑制带外噪声，因为它可以将输入信号与外部噪声完全分离，抑制噪声的同时也不会影响信号的质量。

2. 增大放大器的灵敏度：通过增大放大器的灵敏度，可以更好地抑制噪声干扰，从而提高传感器的精度。

3. 设置滤波器：设置滤波器可以有效地抑制低频噪声的干扰，从而提高信号的质量。

4. 使用动态压缩技术：动态压缩技术可以有效地抑制噪声干扰，从而提高信号的信噪比。