[发明专利]一种提升红外探测器图像非均匀性的控温方法及系统

说明书

本发明提供了一种提升红外探测器图像非均匀性的控温方法及系统，该控温方法包括：步骤1：读取红外探测器的衬底温度；步骤2：将衬底温度转换为对应的电压从而形成衬底温度电压，将衬底温度电压和计算得到得到参考电压一并送入差分放大器；步骤3：差分放大器将经过放大的差值信号送入PID温度补偿电路；步骤4：PID温度补偿电路输出控制信号给H桥驱动器，H桥驱动器通过改变MOS管的开关状态，输出电流给TEC热电制冷器，从而达到控制温度的目的。本发明的有益效果是：本发明能够通过单芯片模拟控温方式，提升红外探测器衬底温度的稳定性，改善红外探测器的图像非均匀性。

技术领域

本发明涉及红外成像技术领域，尤其涉及一种提升红外探测器图像非均匀性的控温方法及系统。

背景技术

红外探测器的图像非均匀性是一种普遍存在的噪声，在国产红外探测器中更为明显，图像非均匀性不仅受到外界环境的影响，还受到焦平面衬底温度的影响，如果温度波动严重，焦平面的各个像素点将会叠加不同的时变噪声，使红外图像的均匀性恶化，加大图像校正的难度，非均匀性严重降低了红外系统的成像质量，极大限制了非制冷红外成像系统的发展。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的是为了提升红外探测器衬底温度的稳定性，改善红外图像的非均匀性。

本发明提供了一种提升红外探测器图像非均匀性的控温方法，包括如下步骤：

步骤1：读取红外探测器的衬底温度；

步骤2：将衬底温度转换为对应的电压从而形成衬底温度电压，将衬底温度电压和计算得到得到参考电压一并送入差分放大器；

步骤3：差分放大器将经过放大的差值信号送入PID温度补偿电路；

步骤4：PID温度补偿电路输出控制信号给H桥驱动器，H桥驱动器通过改变MOS管的开关状态，输出电流给TEC热电制冷器，从而达到控制温度的目的。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，读取红外探测器的衬底温度，并将其转换为对应的电压从而形成衬底温度电压，将衬底温度电压经过放大、滤波调理之后与计算得到得到参考电压一并送入差分放大器；在所述步骤4中，PID温度补偿电路经过比例、积分、微分校正后，输出控制信号给H桥驱动器，H桥驱动器通过改变MOS管的开关状态，输出电流给TEC热电制冷器，从而达到控制温度的目的。

本发明提供了一种提升红外探测器图像非均匀性的控温系统，包括PID温度补偿电路、读取模块、计算模块、差分放大器、H桥驱动器和TEC热电制冷器，所述读取模块用于读取红外探测器的衬底温度，所述计算模块用于读取红外探测器的衬底温度，并将其转换为对应的电压从而形成衬底温度电压，将衬底温度电压经过放大、滤波调理之后与计算得到得到参考电压一并送入差分放大器，所述差分放大器将经过放大的差值信号送入PID温度补偿电路，所述PID温度补偿电路经过比例、积分、微分校正后，输出控制信号给H桥驱动器，H桥驱动器通过改变MOS管的开关状态，输出电流给TEC热电制冷器，从而达到控制温度的目的。

作为本发明的进一步改进，所述PID温度补偿电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、运算放大器，所述第一电阻、所述第一电容和所述第三电容依次相连，所述第二电阻、所述第三电阻和所述第三电容依次相连，所述第一电阻与所述第二电阻相连，所述第二电容和所述第三电容相连，所述运算放大器的同相输出端接收参考电压，所述运算放大器的反相输入端连接于所述第一电容和所述第三电容之间、以及所述第二电阻和所述第三电阻之间，所述运算放大器的输出端与所述第二电容相连。

作为本发明的进一步改进，将所述PID温度补偿电路的第一个零点z1的大小设置为小于TEC极点的8倍。

作为本发明的进一步改进，将所述PID温度补偿电路的调整截止频率点fc的位置至1.5Hz。