【摘 要】
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频率响应特性是热探测器及热像仪的关键参数指标,它与探测器系统的最高有效帧频直接相关,频响特性表征着热探测器及热像仪不同频率下的输出能力,因此准确测量频率响应特性对
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频率响应特性是热探测器及热像仪的关键参数指标,它与探测器系统的最高有效帧频直接相关,频响特性表征着热探测器及热像仪不同频率下的输出能力,因此准确测量频率响应特性对于器件设计和应用都有举足轻重的意义。热探测器是一种将热信号转换为电信号的红外探测器,目前热探测器及热像仪的性能测试中,人们更关心如噪声等效温差(NETD)等静态参数指标,而忽视频率响应特性等动态性能指标。通过分析NETD与频率响应特性联系,可以对探测器及热像仪进行综合性地评价。时间常数也称响应时间表示系统从开始工作到稳定状态所需要的时间,当输入信号频率高于系统响应频率时,系统将无法在一帧时间内有效处理输入信号,即系统还未达到稳定状态就受到下一信号影响,进而导致输出信号出现失真现象。因此通过建立时间常数与频率响应特性关系,可以有效研究探测器频响特性。响应时间可分为热响应时间与电响应时间,光子型探测器主要考虑电响应时间,热探测主要考虑热响应时间。对于热探测,目前无论是热时间常数的标称值还是基于单元的热时间常数现有方法的测试值,都无法建立与探测器的频率响应特性的直接定量函数关系,以确定探测器工作的最小帧间时间间隔。利用直接基于阵列器件测量频率响应特性的方法,借助低于1/2帧频的斩波调制,通过变频时域采集,快速傅里叶变换(FFT)等常规测试手段,提取有效的电压响应信号,拟合频响曲线,能快速有效的提取热时间常数,同时为了缓解杂散噪声与谐波对最终测试结果影响,通过引入窗函数缓解信号频谱泄露的问题,同时计算盲元并加以剔除,来提高最终测试的精确度。通过实测分析,该测量方法具有准确度高、抗干扰能力强、稳定性高、测试用时短的特点,且均采用通用的测试仪器,无需单独制作测试样品,具有较高的推广价值。
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