一种红外探测器偏置电压产生电路的制作方法

本发明属于红外探测器，特别涉及一种红外探测器偏置电压产生电路。

背景技术：

1、红外探测器是一种能够探测红外辐射的传感器，在夜视监控、遥感探测、天文观测、生物识别以及军事等领域都有着广泛的应用。红外探测器的核心是其敏感元件，它能够将红外辐射转换成电信号。为了确保红外探测器的敏感元件能够正常工作，需要提供偏置电压。这个偏置电压不仅需要稳定，而且需要具有较好的线性度，以确保探测器的输出信号与输入的红外辐射强度成正比。

2、在传统的红外探测器偏置电压产生电路中，通常采用简单的电阻分压网络来产生偏置电压。这种电路结构简单，成本较低，但是其线性度和稳定性都存在一定的问题。首先，电阻分压网络的线性度受到电阻温度系数的影响，当环境温度变化时，电阻的阻值会发生变化，从而影响偏置电压的稳定性；其次，电阻分压网络对电源的波动较为敏感，电源的任何微小波动都会直接影响到偏置电压的稳定性。此外，电阻分压网络对于高频噪声的滤除能力较弱，这些噪声会通过偏置电压影响到红外探测器的输出信号，降低探测器的性能。

3、为了解决以上问题，一些改进的偏置电压产生电路采用运算放大器和反馈网络来提高线性度和稳定性。然而，这些电路通常较为复杂，成本较高，且在某些情况下仍然难以满足高性能红外探测器的需求，如负载能力较弱等。因此，有必要研究一种红外探测器偏置电压产生电路，它不仅需要结构简单，成本低廉，还需要具有优异的线性度和稳定性，并且在负载能力上也能满足高性能红外探测器的需求。

技术实现思路

1、为了解决以上问题，本发明提供一种红外探测器偏置电压产生电路，具有良好的线性度和稳定性，且能满足红外探测器的大负载电流偏压需求。

2、具体技术方案如下：

3、降压降噪电路，包括依次连接的dc-dc模块、ldo降压模块、电压基准源，并用于输出降压、降噪后的参考电压信号；

4、大负载电流偏压输出电路，包括低噪声运算放大器、mosfet以及分压网络；所述分压网络用于低噪声运算放大器的输入调节，所述低噪声运算放大器用于根据参考电压信号以及分压网络的输入调节输出电压控制信号；所述mosfet用于根据低噪声运算放大器的电压控制信号对输出电压进行调整后，输出大负载电流偏置电压。

5、进一步地，所述电路包括两路大负载电流偏压输出电路，分别用于输出大负载电流模拟偏压和大负载电流数字偏压；所述降压降噪电路包括两个ldo降压模块，分别为两路大负载电流偏压输出电路提供基准电压。

6、进一步地，所述dc-dc模块、电压基准源均为一个；所述dc-dc模块的输出端分别连接两个ldo降压模块的输入端，其中一个ldo降压模块的输出端与所述电压基准源的输入端连接，所述电压基准源的输出端分别连接两路大负载电流偏压输出电路的输入端；进一步地，所述dc-dc模块与ldo降压模块之间通过磁珠相连。

7、进一步地，还包括小负载电流偏压输出电路；所述小负载电流偏压输出电路包括低噪声运算放大器、分压网络，所述低噪声运算放大器根据参考电压信号以及分压网络，输出小负载电流偏压。

8、进一步地，所述大负载电流偏压输出电路、小负载电流偏压输出电路均包括滤波网络；所述滤波网络与低噪声运算放大器连接。

9、进一步地，在所述大负载电流偏压输出电路中，所述参考电压信号与低噪声运算放大器的反相输入端相连，低噪声运算放大器的输出端与所述mosfet的g极相连；mosfet的s极与ldo降压模块的输出端相连，并且与低噪声运算放大器的电源引脚相连；所述分压网络包括第一分压电阻、第二分压电阻，mosfet的d极与低噪声运算放大器的同相输入端通过第一分压电阻相连，且同相输入端通过第二分压电阻接地；所述mosfet的d极作为输出大负载电流偏置电压的接口。

10、进一步地，所述大负载电流偏压输出电路包括滤波网络，所述滤波网络包括多个滤波电容，所述低噪声运算放大器的电源引脚通过并联在一起的所述滤波电容接地。

11、进一步地，在所述小负载电流偏压输出电路中，所述低噪声运算放大器的同相输入端与参考电压信号相连，且同相输入端通过并联在一起的电容和电阻接地，低噪声运算放大器的输出端与其反相输入端相连；低噪声运算放大器的输出端作为输出小负载电流偏置电压的接口。

12、进一步地，所述dc-dc模块采用同步整流降压芯片，所述同步整流降压芯片的输入电压和输出电压均采用大电容和小电容并联c型滤波，并设有反馈电阻。

13、进一步地，所述基准电压源在0.1hz到10hz频率范围内的输出噪声峰峰值不大于1.3μv，在工作的温度范围内温漂不大于3ppm/°c；进一步地，所述ldo降压模块采用低压差线性稳压器，在10hz至100khz频率范围内的输出噪声峰峰值不大于20μv。

14、与现有技术相比，上述技术方案之一或多个技术方案能达到至少以下有益效果之一：

15、本发明经过了多级降压降噪，其中dc-dc模块将外部输入电源降低为第一级电压后，再经过ldo降压模块进一步降压并抑制噪声，最后通过大负载电流偏压输出电路中的低噪声运算放大器、mosfet、分压网络组成的线性降压网络进一步地进行电压调节和噪声抑制。本发明提高了红外探测器的偏置电压稳定性和线性度，提升了探测性能；满足探测器的负载能力要求；相较于现有复杂的红外探测器偏置电压产生电路，本发明电路结构精简，成本较低；且通用性强，可应用于不同类型和规格的红外探测器。

技术特征：

1.一种红外探测器偏置电压产生电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的红外探测器偏置电压产生电路，其特征在于，所述电路包括两路大负载电流偏压输出电路，分别用于输出大负载电流模拟偏压和大负载电流数字偏压；所述降压降噪电路包括两个ldo降压模块，分别为两路大负载电流偏压输出电路提供基准电压。

3.根据权利要求2所述的红外探测器偏置电压产生电路，其特征在于，所述dc-dc模块、电压基准源均为一个；所述dc-dc模块的输出端分别连接两个ldo降压模块的输入端，其中一个ldo降压模块的输出端与所述电压基准源的输入端连接，所述电压基准源的输出端分别连接两路大负载电流偏压输出电路的输入端；进一步地，所述dc-dc模块与ldo降压模块之间通过磁珠相连。

4.根据权利要求1至3任一项所述的红外探测器偏置电压产生电路，其特征在于，还包括小负载电流偏压输出电路；所述小负载电流偏压输出电路包括低噪声运算放大器、分压网络，所述低噪声运算放大器根据参考电压信号以及分压网络的输入调节，输出小负载电流偏压。

5.根据权利要求4所述的红外探测器偏置电压产生电路，其特征在于，所述大负载电流偏压输出电路、小负载电流偏压输出电路均包括滤波网络；所述滤波网络与低噪声运算放大器连接。

6.根据权利要求1所述的红外探测器偏置电压产生电路，其特征在于，在所述大负载电流偏压输出电路中，所述参考电压信号与低噪声运算放大器的反相输入端相连，低噪声运算放大器的输出端与所述mosfet的g极相连；mosfet的s极与ldo降压模块的输出端相连，并且与低噪声运算放大器的电源引脚相连；所述分压网络包括第一分压电阻、第二分压电阻，mosfet的d极与低噪声运算放大器的同相输入端通过第一分压电阻相连，且同相输入端通过第二分压电阻接地；所述mosfet的d极作为输出大负载电流偏置电压的接口。

7.根据权利要求6所述的红外探测器偏置电压产生电路，其特征在于，所述大负载电流偏压输出电路包括滤波网络，所述滤波网络包括多个滤波电容，所述低噪声运算放大器的电源引脚通过并联在一起的滤波电容接地。

8.根据权利要求4所述的红外探测器偏置电压产生电路，其特征在于，在所述小负载电流偏压输出电路中，所述低噪声运算放大器的同相输入端与参考电压信号相连，且同相输入端通过并联在一起的电容和电阻接地，低噪声运算放大器的输出端与其反相输入端相连；低噪声运算放大器的输出端作为输出小负载电流偏置电压的接口。

9.根据权利要求1所述的红外探测器偏置电压产生电路，其特征在于，所述dc-dc模块采用同步整流降压芯片，所述同步整流降压芯片的输入电压和输出电压均采用大电容和小电容并联c型滤波，并设有反馈电阻。

10.根据权利要求1所述的红外探测器偏置电压产生电路，其特征在于，所述基准电压源在0.1hz到10hz频率范围内的输出噪声峰峰值不大于1.3μv，在工作的温度范围内温漂不大于3ppm/°c；进一步地，所述ldo降压模块采用低压差线性稳压器，在10hz至100khz频率范围内的输出噪声峰峰值不大于20μv。

技术总结本发明属于红外探测器技术领域，公开了一种红外探测器偏置电压产生电路。所述电路包括：降压降噪电路，包括依次连接的DC‑DC模块、LDO降压模块、电压基准源，并用于输出降压、降噪后的参考电压信号；大负载电流偏压输出电路，包括低噪声运算放大器、MOSFET以及分压网络；所述分压网络用于低噪声运算放大器的输入调节，所述低噪声运算放大器用于根据参考电压信号以及分压网络的输入调节输出电压控制信号；所述MOSFET用于根据低噪声运算放大器的电压控制信号对输出电压进行调整后，输出大负载电流偏置电压。本发明提高了红外探测器的偏置电压稳定性和线性度，能满足探测器的负载能力要求；同时，电路结构精简，成本较低。技术研发人员：刘辉,黄泽锷,吴涛受保护的技术使用者：广东晶智光电科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10