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热释电摄像管的工作电路设计思想

[2020/9/10]

  锁相电路与正、负场视频处理电路:热释电摄像管的工作过程分为热图像的写入和视频信号的读出两个过程。由于热释电靶面上的电荷是静电荷,如果靶温不变,靶面电荷被扫描电子束着靶中和后,就不能再产生新的电荷密度,这样就要求对输入的辐射进行调制,使输入辐射必须是变化量。

  一般来说,调制的方式有两种:一种是平移式(摄像时摄像机相对被摄物体作平移运动或原地转动);一种是斩波式(在摄像管前方安装机械调制器,该调制器周期性地截止、打开输入辐射)。斩波调制式的热像和视场是稳定的,但由于斩波器的打开和关闭产生的图像信号极性相反,所以需要设计斩波锁相控制电路,同时需设计正、负场视频处理电路。

  热释电探测器红外成像的工作过程(原理框图)如下图:

  热释电探测器红外成像的技术参数:热释电探测器红外成像的主要性能参数有分辨率、灵敏度、响应光谱、惰性等。分辨率是电视图像的一个重要指标,热传导会使电视图像的分辨率降低,在斩波模式中,将热扩散的有效的减少到斩波时间(即斩波周期)。对于一个斩波频率为30Hz的TGS材料,对应一个1英寸摄像管300线的分辨率。灵敏度的定义为S=I/AE,I为信号电流,A为靶面扫描面积,E为靶面上的照度。光谱响应是指响应率与入射光波长的关系,热释电成像的光谱响应由靶面材料、窗口材料、镜头的透射光谱特性来确定。热释电探测器光敏感层上的照度突然改变时,信号的电流并不能立即跟上这个变化,而是有一定的时间滞后(包括电滞后和热滞后),这种现象称之为惰性。

  以上几个方面说明,无论是探测器的设计生产工艺还是电路设计思路都要充分考虑影响上述技术参数的因素。

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