专利名称：中红外光电探测器驱动电路、探测器组件及组件阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中红外光探测技术，尤其是一种光导型中红外探测器驱动电路、探测器组件和探测器组件阵列。
背景技术：
光导型光电探测器常用于中红外光功率的测量，测量中入射光引起探测器的电阻变化，且变化率与入射光功率呈线性关系，故通过测量电阻的变化可以计算得到光功率的变化。但是在其应用中由于光导型探测器暗电阻(也称为元阻抗)本身也对温度变化非常敏感，会给信号的准确测量带来影响。
图1为常见的中红外探测器驱动电路，由一个运算放大器及三个固定电阻Rp R2、R3及测量探测器Rd组成。电路中固定电阻R2、R3分压固定，使得运算放大器输入负端电压恒定，根据运算放大器工作原理可知，其输入负端电压恒定。由于固定电阻R1另一端连接固定电源，因此测量探测器的电流恒定。当环境温度变化时，测量探测器暗电阻发生变化而引起运算放大器输出端电压变化，即输出基线信号的变化，而测量信号是叠加在基线信号上。当一个探测器在不同温度范围应用时，暗电阻较大的变化限制了光信号的测量允许幅值，甚至会导致输出信号超出了后续记录系统的最高采集幅值，达到饱和，影响到中红外光功率的准确测量。图2为硒化铅探测器采用图1电路，在环境温度5-50°C时探测器暗电阻变化引起的输出基线信号变化的最高幅值达6. 6V，对于采样幅值为5V的后续信号记录系统已经产生信号饱和，如果采用幅值为IOV的信号记录系统，则允许的有效信号变化幅值只能为3. 4V，严重地影响了光信号测量的动态范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有驱动电路中存在的中红外探测器在不同温度范围应用中存在的输出基线信号幅值过大，对光信号测量动态范围带来的影响，提出一种中红外光电探测器驱动电路、探测器组件及组件阵列，在测量应用中输出信号基线不因工作温度变化而剧烈改变，可以基本稳定在零点附近，实现温度大范围内变化时对输出信号基线漂移的补偿，并提高了测量结果的准确性。本发明的技术解决方案是一种中红外光电探测器驱动电路，用于驱动测量探测器，其特殊之处在于包括初级放大单元、次级放大单元和补偿探测器；所述的初级放大单元包括运算放大器Ul和固定电阻R1，所述的固定电阻R1 —端与运算放大器的输入正端相连，另一端接正电源；所述运算放大器的输出端接其自身的输入负端；所述的次级放大单元包括仪表放大器U2和固定电阻R2,所述固定电阻R2 —端与仪表放大器的输入负端相连，另一端接正电源；所述的运算放大器输出端与仪表放大器的输入正端相连，所述仪表放大器的输出端与信号记录设备相连；所述测量探测器一端与仪表放大器的输入负端相连，另一端接负电源；所述补偿探测器R#—端与运算放大器输入正端相连，另一端接负电源；所述的测量探测器Rd和补偿探测器为同类型的光导型光电探测器。上述的补偿探测器与测量探测器在所探测的温度范围内满足关系
权利要求
1.一种中红外光电探测器驱动电路，用于驱动测量探测器，其特征在于:包括初级放大单元、次级放大单元和补偿探测器； 所述的初级放大单元包括运算放大器Ul和固定电阻R1，所述的固定电阻R1 —端与运算放大器的输入正端相连，另一端接正电源； 所述运算放大器的输出端接其自身的输入负端； 所述的次级放大单元包括仪表放大器U2和固定电阻R2，所述固定电阻R2 —端与仪表放大器的输入负端相连，另一端接正电源； 所述的运算放大器输出端与仪表放大器的输入正端相连，所述仪表放大器的输出端与信号记录设备相连； 所述测量探测器一端与仪表放大器的输入负端相连，另一端接负电源； 所述补偿探测器R#—端与运算放大器输入正端相连，另一端接负电源； 所述的测量探测器Rd和补偿探测器为同类型的光导型光电探测器。
2.根据权利要求1所述的中红外光电探测器驱动电路，其特征在于:所述的补偿探测器与测量探测器在所探测的温度范围内满足关系
3.根据权利要求2所述的中红外光电探测器驱动电路，其特征在于:所述的补偿探测器与测量探测器在所探测的温度范围内满足关系
4.根据权利要求1或2或3所述的中红外光电探测器驱动电路，其特征在于:所述的测量探测器为锑化铟、碲镉汞、硫化铅、硒化铅中任一种。
5.一种中红外光电探测器组件，包括测量探测器和用于驱动测量探测器的探测器驱动电路，其特征在于:所述探测器驱动电路包括初级放大单元、次级放大单元和补偿探测器； 所述的初级放大单元包括运算放大器Ul和固定电阻R1，所述的固定电阻R1 —端与运算放大器的输入正端相连，另一端接正电源；所述运算放大器的输出端接其自身的输入负端； 所述的次级放大单元包括仪表放大器U2和固定电阻R2，所述固定电阻R2 —端与仪表放大器的输入负端相连，另一端接正电源； 所述的运算放大器输出端与仪表放大器的输入正端相连，所述仪表放大器的输出端与信号记录设备相连； 所述测量探测器一端与仪表放大器的输入负端相连，另一端接负电源； 所述补偿探测器R#—端与运算放大器输入正端相连，另一端接负电源； 所述的测量探测器Rd和补偿探测器为同类型的光导型光电探测器。
6.根据权利要求5所述的中红外光电探测器组件，其特征在于:所述的补偿探测器与测量探测器在所探测的温度范围内满足关系
7.根据权利要求6所述的中红外光电探测器组件，其特征在于:所述的补偿探测器与测量探测器在所探测的温度范围内满足关系
8.—种中红外光电探测器组件阵列，其特征在于:由η只测量探测器、驱动电路组成，所述的驱动电路包括一只初级放大单元、一只补偿探测器和η只次级放大单元； 所述的初级放大单元包括运算放大器Ul和固定电阻R1，所述的固定电阻R1 —端与运算放大器的输入正端相连，另一端接正电源； 所述的次级放大单元包括仪表放大器U2和固定电阻R2，所述固定电阻R2 —端与仪表放大器的输入负端相连，另一端接正电源； 所述的运算放大器输出端分别与η只仪表放大器的输入正端相连，所述仪表放大器的输出端与相应的信号记录设备相连； 所述运算放大器的输出端接其自身的输入负端； 所述测量探测器一端与仪表放大器的输入负端相连，另一端接负电源；所述补偿探测器一端与运算放大器输入正端相连，另一端接负电源； 所述的测量探测器和补偿探测器为同类型的光导型光电探测器。
9.根据权利要求8所述的中红外光电探测器组件阵列，其特征在于:所述的补偿探测器与测量探测器在所探测的温度范围内满足关系
10.根据权利要求9 所述的中红外光电探测器组件阵列，其特征在于:所述的补偿探测器与测量探测器在所探测的温度范围内满足关系
全文摘要
本发明公开了一种中红外光电探测器驱动电路、探测器组件及探测器组件阵列，采用与测量探测器暗电阻特性相接近的补偿探测器及其驱动电路，实现了对探测器随环境温度基线漂移的补偿，降低了输出基线的变化幅值，减小了其对光信号测量动态范围带来的影响；上述驱动电路除了可用于单只中红外光电探测器组件外，还可以用于中红外光电探测器组件阵列中，采用一路补偿探测器同时补偿多路测量探测器，满足了多只探测器同时测量的需要，并大大降低了制作成本，减小了功耗。
文档编号G01J1/44GK103076087SQ20121059100
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者张磊, 邵碧波, 冯刚, 杨鹏翎, 陈绍武, 闫燕 申请人:西北核技术研究所
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