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红外探测器噪声源的几种测试状态

[2020/5/15]

  为了准确监测红外探测器低频噪声的变化,构建的噪声测试系统由输入回路、低噪声前置放大器和噪声采集与分析系统等几个部分构成,系统原理如下图所示:

低频噪声长时间监测系统原理图

  输入回路为红外探测器提供偏置,并通过合适的激励激发探测器的低频噪声,便于后续模块对该噪声进行分析处理。
  红外探测器内部的主片与补片组成电阻桥路的结构,为了区分是主片还是补片(或两者同时)引起探测器噪声的变化,使用了2个替代电阻,替代电阻使用噪声性能较好的线绕电阻器,且电阻值与主片(补片)的阻值相等,如上图所示。外部施加的直流偏置电压使探测器保持在正常工作状态,同时也用来激发探测器内部的潜在噪声源,为了避免电压源的噪声对测试精度的影响,采用两种设计方案:短时间测量时,选用本底噪声非常低的镍氢电池组供电,长时间监测时,通过精心设计的低噪声线性串联稳压电源供电。
  为了准确定位探测器的噪声源,设计了4种测试状态,红外探测器厂家介绍到:
  1、热噪声测试,图中的偏置电源输入端全部接地,主片与补片同时接入测试回路,测试探测器在零偏压下的热噪声。
  2、总噪声测试,偏置电源输入端接入合适的偏置电压,主片与补片同时接入测试回路,测试红外探测器特定偏置下的总噪声。
  3、主片噪声测试,偏置电源输入端接入合适的偏置电压,主片接入测试回路,补片用替代电阻代替,测试主片在特定偏置下的噪声特性。
  4、补片噪声,偏置电源输入端接入合适的偏置电压,补片接入测试回路,主片用替代电阻代替,测试补片在特定偏置下的噪声特性。
  采取了一系列的措施来避免输入回路中的干扰对测试精度的影响。测量过程中,将红外探测器的聚光锗窗口遮挡,以避免环境光线变化带来的干扰;采用多层屏蔽的方式,使用屏蔽电缆连接输入回F路与后级的低噪声前置的放大器,避免外界电磁干扰的影响。最后利用线绕电阻的热噪声为测试系统进行校准。

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