[发明专利]一种红外焦平面器件输出信号可编程模拟装置及方法

权利要求书

1.一种红外焦平面器件输出信号可编程模拟装置，其特征在于，包括：主控模块(1)、CPCI总线接口电路(2)、DPLL时钟发生及可编程时钟分配模块(3)、同步信号产生模块(4)、同步信号延迟模块(5)、DAC模块(6)以及存储器模块(7)，其中，所述主控模块(1)与CPCI总线接口电路(2)通过CPCI总线连接，所述CPCI总线接口电路(2)通过内部总线分别与所述DPLL时钟发生及可编程时钟分配模块(3)、同步信号产生模块(4)、同步信号延迟模块(5)、DAC模块(6)以及存储器模块(7)连接；其输出波形为串行输出的一幅图像，每个时钟代表红外焦平面阵列的一个像元，高电平代表信号，低电平代表本底，波形的最高电压对应灰度值255，波形的最低电压对应灰度值0，波形模拟像元在高电平与低电平之间的任何一个电压值，被换算成相应的灰度值，通过所述主控模块(1)的编程更改所述输出波形的输出幅度、输出阵列、输出频率，得到任意型号探测器的接口模拟信号和数字信号输出。

2.如权利要求1所述的一种红外焦平面器件输出信号可编程模拟装置，其特征在于，还包括采集电路接口(8)，其与所述同步信号延迟模块(5)、DAC模块(6)以及存储器模块(7)相连接，对后级的数据采集模块输入所需的接口模拟信号和数字信号。

3.如权利要求2所述的一种红外焦平面器件输出信号可编程模拟装置，其特征在于，所述接口数字信号包括：帧同步信号、行同步信号、像元同步信号、CDS同步信号；所述模拟信号为模拟焦平面器件成像信息输出的信号。

4.如权利要求2所述的一种红外焦平面器件输出信号可编程模拟装置，其特征在于，所述主控模块(1)为单片机或FPGA，通过VHDL语言进行编程设计，对所述DPLL时钟发生及可编程时钟分配模块(3)、同步信号产生模块(4)、同步信号延迟模块(5)、DAC模块(6)以及存储器模块(7)进行控制，完成图像波形转换、波形显示和编辑、设置焦平面器件规模、输出信号的频率、幅度、帧行消隐时间、同步信号延迟时间的功能。

5.如权利要求4所述的一种红外焦平面器件输出信号可编程模拟装置，其特征在于，所述主控模块(1)为Xilinx公司的Spartan.IIIXC3S200或Spartan-6系列。

6.如权利要求2所述的一种红外焦平面器件输出信号可编程模拟装置，其特征在于，所述CPCI总线接口电路(2)在Xilinx公司的ISE9.1环境下进行，用VHDL硬件描述语言完成电路的设计，完成译码、寄存器配置、访问重试、奇偶校验及状态机控制功能。

7.如权利要求2所述的一种红外焦平面器件输出信号可编程模拟装置，其特征在于，所述DPLL时钟发生及可编程时钟分配模块(3)以NBC12429芯片为核心设计，产生不同相位的高精度、低抖动时钟信号。

8.如权利要求2所述的一种红外焦平面器件输出信号可编程模拟装置，其特征在于，所述同步信号模块(4)在时钟信号的作用下，根据所述主控模块(1)的要求，输出D／A控制信号、帧、行、像元、CDS同步信号；所述同步信号延迟模块(5)将模拟信号与CDS同步信号进行同步，消除输出模拟信号的传输延迟影响。

9.一种红外焦平面器件输出信号可编程模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，通过人机接口和主控模块对模拟像元的输出电压数据进行编辑，编辑的输出电压数据存储在存储器模块中；

步骤二，通过人机接口和主控模块编辑模拟器件的规模；

步骤三，主控模块控制DPLL时钟发生及可编程时钟分配模块产生精准时钟，通过精准时钟从存储器模块中取出输出电压数据，同时控制同步信号产生电路产生相应的帧、行、像元和CDS同步信号；

步骤四，将取出的输出电压数据，以及产生的帧、行、像元和CDS同步信号送到DAC模块，通过采集电路接口一并向数据采集模块输出。

10.如权利要求9所述的一种红外焦平面器件输出信号可编程模拟方法，其特征在于，所述步骤二中，所述模拟器件的规模最高可编辑为1024×1024规模的红外焦平面阵列信号输出，所述像元的输出电压可在-2.5V～+3V之间编辑更改。