[发明专利]红外焦平面探测器读出电路的内置测试电路及测试方法

说明书

本发明公开了一种红外焦平面探测器读出电路的内置测试电路及测试方法，包括行测试像元电路阵列、列测试像元电路阵列、参照组测试像元电路阵列和测试电流产生电路，其中行测试像元电路阵列、列测试像元电路阵列和参照组测试像元电路阵列独立于读出电路的有效像元电路阵列，并通过复用读出电路的控制逻辑单元和信号传输单元等组成部分进行信号读出。测试电流产生电路产生电流，代替光电流按一定顺序驱动各测试像元电路。只需通过对测试像元电路的输出进行单次采集和计算分析，可完成串扰、信号完整性以及读出电路动态范围、线性度等的测试和评估。

技术领域

本发明涉及红外焦平面探测器技术领域，具体涉及一种红外焦平面探测器读出电路的内置测试电路及测试方法。

背景技术

读出电路作为红外探测器组件的重要组成部分，其主要的作用是将探测器的光电流进行积分、放大和模拟-数字转换等处理，并将结果输出至片外，其性能对红外探测器乃至整个红外成像系统的性能有重要影响。

读出电路的主要组成部分包括：由H×V个(H和V为整数)相同的有效像元电路组成的有效像元电路阵列(以下简称PX)、列级电路、多路转换器以及行控制逻辑电路等。读出电路的输入为探测器的光电流，为了单纯的考察读出电路的性能，当前的测试技术一般在每一个有效像元电路内加入测试单元，在偏置电压的驱动下替代红外探测器产生电流输入，有效像元电路对该电流进行积分和放大后，同一列有效像元电路PX1,i,PX2,i……PXH,i在行控制逻辑电路的控制下(i为整数且1≤i≤V)，通过其信号总线Wi逐行的将输出信号传输至列级电路进行进一步的处理，最终通过多路转换器将其输出至片外，测试系统将输出数据采集到PC端进行分析和处理并计算出读出电路的各项性能指标。读出电路的工作时序图如图1所示。

在当前的读出电路测试技术中，为了减少读出电路的引脚数量及芯片大小，所有有效像元电路的测试单元由同一个偏置电压驱动，即所有有效像元电路的输入均相同。但是在实际应用环境下，由于焦平面红外探测器面对复杂的场景，读出电路各有效像元电路之间输入不同，当前的片内测试电路和测试方法无法模拟该情况，因此无法反映各有效像元电路之间以及各信号总线之间的串扰等方面的性能；由于各有效像元的输入均相同，因此无法反映时变信号在信号总线上的建立情况，也无法反映列级电路面对时变输入时的工作情况；此外，在当前的读出电路测试技术中，为了获得读出电路的动态范围等技术指标，需要结合读出电路工作时序在读出电路芯片外部进行多次偏置电压大小的调节，以调节有效像元电路的输入电流，每次调节后都需要对数据进行采集和计算，整个过程较为繁复。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外焦平面探测器读出电路的内置测试电路及测试方法，解决现有的片内测试电路及测试方法无法反映读出电路各有效像元电路面对不同输入时的性能的问题，并提出相较于传统测试技术更为简易的方法进行读出电路动态性能的测试。

本发明的用于红外焦平面探测器读出电路的内置测试电路包括：行测试像元电路阵列、列测试像元电路阵列、参照组测试像元电路阵列以及测试电流产生电路。

所述行测试像元电路阵列的阵列规格为M×N(M，N为整数且为偶数，下同)，位于读出电路的行方向，其中的各测试像元电路与有效像元电路完全相同；

所述列测试像元电路阵列的阵列规格为N×M，位于读出电路的列方向，其中的各测试像元电路与有效像元电路完全相同；

所述参照组测试像元电路阵列的阵列规格为M×1，位于读出电路的周围，其中的各测试像元电路与有效像元电路完全相同；

所述测试电流产生电路的输入由读出电路外部提供，并产生M个电流I1～IM，其中I1:I2:……:IM＝1:2:……:M；该M个电流代替红外探测器的光电流按一定顺序驱动行测试像元电路阵列、列测试像元电路阵列以及参照组测试像元电路阵列；测试电流产生电路的输入应使所产生的测试电流满足以下条件：