256×320阵列多功能红外读出电路的设计

摘要

红外探测技术做为21世纪新兴高科技技术一直受到各国相关学者的青睐，无论在军事领域里还是在民用领域里都发挥着无可替代的作用，尤其在军事应用里面更为突出，因此该项技术自然成为对华武器禁运的重要目标技术之一。红外读出电路作为红外探测技术的关键部分，其性能的好坏一直是判断红外探测技术是否先进的重要标志之一。由于国内在研究红外探测技术方面起步较晚，目前的红外读出电路功能还是比较简单，集成度不高，读出速率低，功耗大。所以本文针对上述问题设计了一种多功能红外读出电路。
　　论文首先介绍了红外读出电路的产生的历史背景，研究意义，以及未来的发展方向。根据论文的设计要求确定了红外读出电路的各个模块的设计，包括数据寄存器的设计、格雷码计数器的设计、多路输出控制电路的设计、行列地址译码器的设计、像素单元的设计、电荷放大器的设计以及输出缓冲器的设计。最后设计出的芯片拥有动态开窗、正反读出、多路输出、功耗调节，增益调节等功能。基于chart0.35μm工艺，使用Cadence工具完成了红外读出电路各个模块的逻辑设计和仿真验证，并且流片测试后达到了预期的目标。
　　本文所设计的256×320阵列多功能红外读出电路具有丰富的数字功能，功耗低，可读出速率快，并且对接下来有着更高要求的红外电路的设计有着鉴借的作用。

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第一章 绪论

1.1 红外探测技术产生和发展

1.2红外焦平面阵列

1.3 论文组织结构

第二章 红外读出电路的研究与设计

2.1 读出电路输入级研究

2.2 读出电路视窗选择技术研究

2.3 读出电路高速多通道输出与低功耗设计

2.4 读出电路动态范围提高技术研究

2.5 本章小结

第三章 读出电路中数字逻辑功能设计及仿真

3.1 整体红外读出电路的数字系统设计

3.2 数字寄存器模块电路

3.3 行列地址产生模块电路设计

3.4多路输出选择模块电路设计

3.5 本章小结

第四章 像素单元信号处理模块设计

4.1 像素单元的设计

4.2 电平移位电路结构设计及仿真

4.3 电荷放大电路结构设计及仿真

4.4 列级输出缓冲电路结构设计及仿真

4.5 输出缓冲器电路结构设计及仿真

4.6本章小结

第五章 整体电路仿真及版图设计

5.1 整体版图的设计

5.2 本章小结

第六章 芯片测试分析

6.1 芯片功能测试结果及分析

6.2 芯片性能测试结果及分析

6.3 测试总结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2展望

参考文献

附录1攻读硕士学位期间申请的专利

附录2攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢