| 【中文题名】 | 非制冷微热辐射计的驱动及非均匀性校正 |
| 【英文题名】 | The Design of Microbolometer's Driving Circuit and Ununiformity Correction |
| 【学科专业】 | 计算机应用 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-3-27 |
| 【中关键词】 | 非制冷焦平面阵列,FPGA,非均匀性校正,DSP,视频编码, |
| 【英关键词】 | UFPA,FPGA,Nonuniformity Correction,DSP,Video Encoding, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>遥感技术>探测仪器及系统>> |
| 【论文摘要】 | 非制冷红外成像系统较传统的制冷型红外成像系统具有价格低、重量轻、功耗小等特点，近年来迅速向民用工业领域扩展。非制冷微热辐射计的核心是焦平面阵列，它采用硅集成工艺，制作成本低廉：有好的线性响应和高的动态范围；低的1／f噪声；以及高的帧速和潜在的高灵敏度(理论NETD可达0.01K)，是目前前景看好、发展最快的非制冷焦平面阵列(UFPA)。
本系统选用Sofradir公司320×240元微热辐射计红外探测器，详细介绍了驱动电路和红外图像处理电路的设计方法，并采用视频编码技术实现了图像显示。选用Virtex-E系列FPGA和TMS320VC5409 DSP作为硬件设计平台。在ISE开发环境下运用VHDL语言对驱动时序、采样时序、异步SRAM访问模块、FPGA与DSP之间的互操作和视频编码模块进行了硬件描述并使用Modelsim进行了功能仿真；对于UFPA固有的非均匀性，运用数字信号处理技术采用单点定标校正的方法对阵列中各像元的偏差进行了实时校正。
在论文的最后，分析了系统设计中的不足及其改进方法，为此类设计提供了参考。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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ABSTRACT |
6-7 |
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目录 |
7-11 |
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第一章 绪论 |
11-13 |
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1.1 红外探测器的发展现状 |
11-12 |
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1.2 研究意义 |
12 |
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1.3 论文主要工作 |
12-13 |
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第二章 微热辐射计工作原理、噪声分析及系统设计 |
13-20 |
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2.1 微热辐射计工作原理 |
13-16 |
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2.1.1 焦平面阵列的工作原理 |
13-14 |
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2.1.2 读出电路的工作原理 |
14-15 |
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2.1.3 微热辐射计的动态范围 |
15-16 |
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2.2 微热辐射计的噪声分析 |
16-17 |
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2.3 系统设计 |
17-20 |
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2.3.1 偏置电压设计 |
18 |
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2.3.2 驱动电路设计 |
18-19 |
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2.3.3 信号处理电路设计 |
19-20 |
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第三章 偏置电压、驱动电路设计 |
20-35 |
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3.1 偏置电压设计 |
20-27 |
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3.1.1 多通道带缓冲串行口工作原理 |
20-26 |
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3.1.2 串行 D/A转换 |
26-27 |
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3.2 驱动电路设计 |
27-35 |
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3.2.1 驱动时序分析 |
27-28 |
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3.2.2 驱动电路的实现方法 |
28-35 |
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3.2.2.1 可编程技术的优点 |
28-29 |
|
3.2.2.2 可编程逻辑器件的选择 |
29-30 |
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3.2.2.3 开发工具的选择 |
30 |
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3.2.2.4 驱动时序的建立 |
30-33 |
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3.2.2.5 下载配置 |
33-35 |
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第四章 信号处理电路设计 |
35-55 |
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4.1 采样时序设计 |
35-37 |
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4.2 采样数据的处理 |
37-47 |
|
4.2.1 采样数据的缓冲 |
38-39 |
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4.2.2 非均匀性校正 |
39-47 |
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4.2.2.1 非均匀性定义 |
39-40 |
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4.2.2.2 非均匀性校正方法 |
40-44 |
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4.2.2.3 非均匀性校正的实现 |
44-47 |
|
4.3 DSP与SRAM接口逻辑设计 |
47-51 |
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4.3.1 SRAM存储空间映射 |
47-49 |
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4.3.2 DSP与SRAM间的同步 |
49-51 |
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4.4 图像显示 |
51-55 |
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第五章 软硬件调试与实验结果 |
55-60 |
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5.1 电路调试 |
55-57 |
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5.1.1 电源的调试 |
55 |
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5.1.2 DSP及外围电路调试 |
55-56 |
|
5.1.3 FPGA的设计 |
56 |
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5.1.4 TMS320C5409 DSP软件设计 |
56-57 |
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5.2 实验结果 |
57-60 |
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结论 |
60-62 |
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参考文献 |
62-63 |
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发表文章 |
63-64 |
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致谢 |
64-65 |
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作者简历 |
65-67 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389456 |
