论文部分内容阅读
作为图像信息获取的关键器件,电荷耦合图像传感器由于其具有高成像质量、大电荷容量、低固定图样噪声和极低的暗电流等优点,被广泛应用于航天等军事光电探测及成像。模拟前端电路的作用是把电荷耦合图像传感器输出的模拟电压信号经过放大处理后,通过模数转换器转换成数字信号。模拟前端器件内部包括采样保持电路、可调增益放大器、高速模数转换器、辅助校准用数模转换器及高速数字输出等多个模块。其测试评估即不同于纯粹的模拟器件,也不同于数字电路。测试过程中融入了高精度低噪声的模拟信号评估,需要很高的技巧性和丰富的调试经验,包括信号调理、滤波放大等,也有高速数字信号的测试,包括数据捕获、时序匹配、数字信号处理等。测试时既要两种信号同时激励和测量,又要求之间具有相当高的隔离度以避免干扰。因此,对其测试评估具有相当大的挑战性。本论文研究课题在国内外没有明确的测试标准与测试方法指引前提下,从电路内部结构功能划分开始,以功能表征反推测试参数,从电路原理与应用场景两方面找出科学准确可评估模拟前端电路的测试参数,从数据转换器与放大器测试理论中寻找可以实现参数工程化测试的方案,从实验室精确评估与自动化量产测试两个维度进行了验证。测试结果双通道分辨率为14位、采样率为5~40Msps,本底噪声低于-77d B,通道隔离高于79d B,双峰失调小于6m V。论文研究内容如下:1、对模拟前端电路的技术发展进行了调研,了解并介绍了目前业界主流设计公司专业方向技术发展水平,测试技术现状和存在问题;2、对模拟前端电路基本工作原理进行了分析,从内部结构出发结合工作模式阐述了模拟前端电路的参数表征;3、分别对采样保持模式下关键动态参数测试技术、相关双采样模式下双峰失调测试技术、通道匹配校准技术、可调增益放大器测试技术以及线性度误差参数评估技术进行了研究。4、分别从仪器指标、程控滤波器及测试系统信号完整性与电源完整性设计等方面进行了测试系统平台设计。5、通过实验室基于积木式仪器搭建和基于大型自动测试设备搭建两套系统进行了性能评估与参数测试验证,测试结果达到预定要求。