| 一种单一增益下实现红外探测器大动态范围读出方法研究 |
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| 引用本文： | 汪鸿祎,张思韬,王绪泉,张永刚,黄松垒,方家熊.一种单一增益下实现红外探测器大动态范围读出方法研究[J].红外与毫米波学报,2022,41(5):923-929. |
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| 作者姓名： | 汪鸿祎 张思韬 王绪泉 张永刚 黄松垒 方家熊 |
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| 作者单位： | 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室，上海 200083;中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083;中国科学院大学，北京 100049,中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室，上海 200083;中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083;上海科技大学，上海 201210,中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室，上海 200083;中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083;中国科学院大学，北京 100049,中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室，上海 200083;中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083,中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室，上海 200083;中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083,中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室，上海 200083;中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（62175250） |
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| 摘 要： | 目前红外探测器采用传统读出方法很难通过一次积分实现其本身的动态范围。为实现红外探测器的大动态范围不换档读出，引入脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation，PFM）结构，同时为保证弱信号时的注入效率，结合CTIA输入级，对红外探测器不换档大动态范围读出方法进行研究。提出一种CTIA输入级脉冲频率调制（PFM）读出方法，在系统级层面搭建实验系统并结合短波红外InGaAs单元探测器进行数字量化实验。详细分析了强信号时由系统结构延迟时间引起的转换线性度问题，并建立非理想条件下的数字量化转换模型。实验结果显示，提出的CTIA输入级PFM红外探测器读出方法动态范围达到97 dB， 为红外探测器不换档大动态范围读出提供了一种可行方案，并为数字化读出电路设计奠定理论基础。
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| 关 键 词： | 脉冲频率调制 CTIA输入级 大动态范围 铟镓砷 数字化读出 |
| 收稿时间： | 2022/1/19 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2022/9/7 0:00:00 |
A study on a method to achieve large dynamic range readout of infrared detectors with a single gain |
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| WANG Hong-Yi,ZHANG Si-Tao,WANG Xu-Quan,ZHANG Yong-Gang,HUANG Song-Lei and FANG Jia-Xiong.A study on a method to achieve large dynamic range readout of infrared detectors with a single gain[J].Journal of Infrared and Millimeter Waves,2022,41(5):923-929. |
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| Authors: | WANG Hong-Yi ZHANG Si-Tao WANG Xu-Quan ZHANG Yong-Gang HUANG Song-Lei and FANG Jia-Xiong |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | pulse frequency modulation CTIA input stage high dynamic range InGaAs digital readout circuit |
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