一种用于光电导型红外探测器阵列的读出电路系统

1.一种用于光电导型红外探测器阵列的读出电路系统，其特征在于，所述系统包括主控制器模块、行列选择模块、信号检测模块、锁相放大模块、模数转化模块、电源转换模块以及上位机；所述主控制器模块分别与所述行列选择模块、模数转换模块以及上位机连接，用于给行列选择模块提供时钟信号、接收模数转换模块输出的数字信号、对数字信号进行数据处理以及与上位机进行数据通信；所述行列选择模块分别与光电导型光电探测器阵列和所述信号检测模块连接，用于控制探测器阵列各单元有序进行工作，并输出电流信号，传输给信号检测模块；所述信号检测模块分别与所述行列选择模块和锁相放大模块连接，用于检测行列选择模块输出的电流信号并将其转换为电压信号，并进行第一次信号放大，传输给锁相放大模块；所述锁相放大模块分别与调制盘控制器、所述信号检测模块以及模数转换模块连接，用于识别调制盘的调制频率，还用于从信号检测模块输出的电压信号中提取与调制频率相同的信号分量，并进行第二次信号放大，转换为直流模拟信号，传输给模数转换模块；所述模数转换模块分别与所述锁相放大模块和主控制器模块连接，用于将锁相放大模块输出的直流模拟信号转换为数字信号，并传输给主控制器模块；所述电源转换模块与所述各电路模块均有连接，用于稳定外部接入的电源电压，并将其转换为各模块所需的电源电压，还用于转换为探测器所需的偏置电压；所述上位机与所述主控制器模块连接，用于与主控制器模块进行数据通信，并显示数据处理后的图像信息；所述主控制器模块、行列选择模块、信号检测模块、锁相放大模块、模数转化模块、电源转换模块均由分立元件搭建，在PCB板上进行模块连接。 2.根据权利要求1所述的用于光电导型红外探测器阵列的读出电路系统，其特征在于，所述读出电路的信号输入端包括并联设置的16个行输入端与并联设置的16个列输入端，可支持连接M行N列的探测器阵列；1≤M≤16，且为整数；1≤N≤16，且为整数；所述16个行输入端16个列输入端分别连接所述行列选择模块。 3.根据权利要求1所述的用于光电导型红外探测器阵列的读出电路系统，其特征在于，所述主控制器模块包括集成芯片U1、集成芯片U2、按键SW1、按键SW2、按键SW3、指示灯LED1、指示灯LED2、肖特基二极管D1、晶振X1以及显示屏接口JP1；所述集成芯片U1的型号为STC15W4K56S4，所述集成芯片U2的型号为CH340G；所述按键SW1和按键SW2的第一端分别连接集成芯片U1的管脚12和管脚11，所述按键SW1和按键SW2的第二端均接地；所述按键SW3的第一端连接﹢5V与极性电容CP1的正极，所述按键SW3的第二端连接﹢5V与极性电容CP1的负极、电阻R1的第一端以及集成芯片U1的管脚14，所述电阻R1的第二端接地；所述指示灯LED1和指示灯LED2的正极分别连接电阻R2和电阻R3的第二端，所述指示灯LED1和指示灯LED2的负极分别连接集成芯片U1的管脚13和管脚16，所述电阻R2和电阻R3的第一端均连接﹢5V；所述显示屏接口JP1的管脚1连接地，所述显示屏接口JP1的管脚2连接﹢5V，所述显示屏接口JP1的管脚3、管脚4、管脚5、管脚6以及管脚7分别连接集成芯片U1的管脚47、管脚46、管脚45、管脚44以及管脚43；所述晶振X1的第一端连接电容C2的第二端和集成芯片U2的端口7，所述晶振X1的第二端连接电容C3的第二端和集成芯片U2的端口8；所述电容C2和电容C3的第一端均接地；所述集成芯片U2的管脚2连接肖特基二极管的负极，所述肖特基二极管的正极和所述集成芯片U2的管脚3分别连接集成芯片U1的管脚19和管脚20。 4.根据权利要求1所述的用于光电导型红外探测器阵列的读出电路系统，其特征在于，所述行列选择模块包括集成芯片U3、集成芯片U4、集成芯片U5、集成芯片U6、集成芯片U7、集成芯片U8、集成芯片U9、集成芯片U10、集成芯片U11、集成芯片U12、集成芯片U13、集成芯片U14、接口JP5、接口JP6、电位器RP1以及电位器RP2；所述集成芯片U7和集成芯片U12的型号均为74HC4514，所述集成芯片U3、集成芯片U4、集成芯片U5、集成芯片U6、集成芯片U8、集成芯片U9、集成芯片U10以及集成芯片U11的型号均为TMUX1134，所述集成芯片U13和集成芯片U14的型号均为ADA4522-1；所述接口JP5的管脚1、管脚2、管脚3以及管脚4分别连接集成芯片U3的管脚3、管脚8、管脚13以及管脚18，所述接口JP5的管脚5、管脚6、管脚7以及管脚8分别连接集成芯片U4的管脚3、管脚8、管脚13以及管脚18，所述接口JP5的管脚9、管脚10、管脚11以及管脚12分别连接集成芯片U5的管脚3、管脚8、管脚13以及管脚18，所述接口JP5的管脚13、管脚14、管脚15以及管脚16分别连接集成芯片U5的管脚3、管脚8、管脚13以及管脚18；所述接口JP6的管脚1、管脚2、管脚3以及管脚4分别连接集成芯片U8的管脚3、管脚8、管脚13以及管脚18，所述接口JP6的管脚5、管脚6、管脚7以及管脚8分别连接集成芯片U9的管脚3、管脚8、管脚13以及管脚18，所述接口JP6的管脚9、管脚10、管脚11以及管脚12分别连接集成芯片U10的管脚3、管脚8、管脚13以及管脚18，所述接口JP6的管脚13、管脚14、管脚15以及管脚16分别连接集成芯片U11的管脚3、管脚8、管脚13以及管脚18；所述集成芯片U7的管脚1连接﹢5V，所述集成芯片U7的管脚2、管脚3、管脚21、管脚22以及管脚23分别连接集成芯片U1的管脚5、管脚6、管脚8、管脚9以及管脚10，所述集成芯片U7的管脚11、管脚9、管脚10以及管脚8分别连接集成芯片U3的管脚1、管脚10、管脚11以及管脚20，所述集成芯片U7的管脚7、管脚6、管脚5以及管脚4分别连接集成芯片U4的管脚1、管脚10、管脚11以及管脚20，所述集成芯片U7的管脚18、管脚17、管脚20以及管脚19分别连接集成芯片U5的管脚1、管脚10、管脚11以及管脚20，所述集成芯片U7的管脚14、管脚13、管脚16以及管脚15分别连接集成芯片U6的管脚1、管脚10、管脚11以及管脚20；所述集成芯片U12的管脚1连接﹢5V，所述集成芯片U12的管脚2、管脚3、管脚21、管脚22以及管脚23分别连接集成芯片U1的管脚33、管脚34、管脚35、管脚36以及管脚37，所述集成芯片U12的管脚11、管脚9、管脚10以及管脚8分别连接集成芯片U8的管脚1、管脚10、管脚11以及管脚20，所述集成芯片U12的管脚7、管脚6、管脚5以及管脚4分别连接集成芯片U9的管脚1、管脚10、管脚11以及管脚20，所述集成芯片U12的管脚18、管脚17、管脚20以及管脚19分别连接集成芯片U10的管脚1、管脚10、管脚11以及管脚20，所述集成芯片U12的管脚14、管脚13、管脚16以及管脚15分别连接集成芯片U11的管脚1、管脚10、管脚11以及管脚20；所述集成芯片U13的管脚3连接集成芯片U14的管脚3、集成芯片U3、集成芯片U4、集成芯片U5、集成芯片U6的管脚2、管脚9、管脚12、管脚19、电位器RP1的第一电阻端以及电位器RP2的第一电阻端，所述电位器RP1的第二电阻端和滑片端均接地，所述电位器RP2的第二电阻端和滑片端均接地，所述集成芯片U13的管脚6连接集成芯片U13的管脚2、集成芯片U3、集成芯片U4、集成芯片U5、集成芯片U6的管脚4、管脚7、管脚14、管脚17，所述集成芯片U14的管脚6连接集成芯片U14的管脚2、集成芯片U8、集成芯片U9、集成芯片U10、集成芯片U11的管脚4、管脚7、管脚14、管脚17。 5.根据权利要求1所述的用于光电导型红外探测器阵列的读出电路系统，其特征在于，所述信号检测模块包括集成芯片U15和电位器RP3；所述集成芯片U15的型号为MAX9919；所述集成芯片U15的管脚1连接VBias和电位器RP3的第一电阻端，所述集成芯片U15的管脚2连接电位器RP3的第二电阻端、滑片端以及集成芯片U13的管脚3，所述集成芯片U15的管脚4、管脚7以及管脚9均接地，所述集成芯片U15的管脚5连接电容C18的第一端，所述电容C18的第二端连接电阻R36的第一端，所述电阻R36的第二端接地。 6.根据权利要求1所述的用于光电导型红外探测器阵列的读出电路系统，其特征在于，所述锁相放大模块包括放大电路子模块、带通滤波电路子模块、移相电路子模块、第一锁相电路子模块、第二锁相电路子模块、第一滤波电路子模块以及第二滤波电路子模块。 7.根据权利要求6所述的用于光电导型红外探测器阵列的读出电路系统，其特征在于，所述放大电路子模块包括集成芯片U18和电位器RP4；所述集成芯片U18的型号为ADA4522-1；所述集成芯片U18的管脚2连接电阻R37的第二端和电位器RP4的第一电阻端，所述电阻R37的第一端接地，所述电位器RP4的第二电阻端和滑片端连接集成芯片U18的管脚6，所述集成芯片U18的管脚3连接信号检测模块中电容C18的第二端和电阻R36的第一端。 8.根据权利要求6所述的用于光电导型红外探测器阵列的读出电路系统，其特征在于，所述带通滤波电路子模块包括集成芯片U22和SMA接口JP7；所述集成芯片U22的型号为ADA4522-2；所述SMA接口的内端连接电阻R50的第一端，所述电阻R50的第二端连接电容C29的第一端、连接电容C31的第一端以及电阻R54的第一端，所述电容C29的第二端连接电阻R48的第一端、电阻R51的第一端、电阻R52的第一端以及集成芯片U22的管脚1，所述电容C31的第二端连接电阻R48的第二端和集成芯片U22的管脚2，所述电阻R52的第二端连接电阻R56的第一端和集成芯片U22的管脚3，所述电阻R51的第二端连接电容C30的第一端、连接电容C32的第一端以及电阻R55的第一端，所述电容C30的第二端连接电阻R49的第一端、电阻R53的第一端以及集成芯片U22的管脚7，所述电容C32的第二端连接电阻R49的第二端和集成芯片U22的管脚6，所述电阻R53的第二端连接电阻R57的第一端和集成芯片U22的管脚5，所述SMA接口的外端、电阻R54的第二端、电阻R56的第二端、电阻R55的第二端以及电阻R57的第二端均接地。 9.根据权利要求6所述的用于光电导型红外探测器阵列的读出电路系统，其特征在于，所述移相电路子模块包括集成芯片U20和电位器RP5；所述集成芯片U20的型号为ADA4522-1；一电容C24的第一端连接集成芯片U22的管脚7和电阻R46的第一端，所述电容C24的第二端连接集成芯片U20的管脚3和电位器RP5的第一电阻端，所述电位器RP5的第二电阻端和滑片端均接地，所述电阻R46的第二端连接电阻R47的第一端和集成芯片U20的管脚2，所述电阻R47的第二端连接集成芯片U20的管脚6。 10.根据权利要求6所述的用于光电导型红外探测器阵列的读出电路系统，其特征在于，所述第一锁相电路子模块包括集成芯片U16；所述集成芯片U16的型号为AD630；所述集成芯片U16的管脚1连接集成芯片U16的管脚16和集成芯片U18的管脚6，所述集成芯片U16的管脚3连接集成芯片U16的管脚4，所述集成芯片U16的管脚5连接集成芯片U16的管脚6，所述集成芯片U16的管脚10连接集成芯片U22的管脚7，所述集成芯片U16的管脚15连接集成芯片U16的管脚19和管脚20，所述集成芯片U16的管脚9、管脚14以及管脚17均接地；所述第二锁相电路子模块包括集成芯片U19；所述集成芯片U19的型号为AD630；所述集成芯片U19的管脚1连接集成芯片U19的管脚16和集成芯片U18的管脚6，所述集成芯片U19的管脚3连接集成芯片U19的管脚4，所述集成芯片U19的管脚5连接集成芯片U19的管脚6，所述集成芯片U19的管脚10连接集成芯片U20的管脚6，所述集成芯片U19的管脚15连接集成芯片U19的管脚19和管脚20，所述集成芯片U19的管脚9、管脚14以及管脚17均接地；所述第一滤波电路子模块包括集成芯片U17；所述集成芯片U17的型号为ADA4522-2；一电阻R40的第一端连接集成芯片U16的管脚13，所述电阻R40的第二端连接电阻R41的第一端和电容C22的第一端，所述电阻R41的第二端连接电容C21的第一端和集成芯片U17的管脚5，所述电容C22的第二端连接集成芯片U17的管脚6、管脚7以及电阻R38的第一端，所述电阻R38的第二端连接电阻R39的第一端和电容C23的第一端，所述电阻R39的第二端连接电容C20的第一端和集成芯片U17的管脚3，所述电容C23的第二端连接集成芯片U17的管脚1、管脚2，所述电容C20的第二端和电容C21的第二端均接地；所述第二滤波电路子模块包括集成芯片U21；所述集成芯片U21的型号为ADA4522-2；所述电阻R44的第一端连接集成芯片U19的管脚13，所述电阻R44的第二端连接电阻R45的第一端和电容C27的第一端，所述电阻R45的第二端连接电容C26的第一端和集成芯片U21的管脚5，所述电容C27的第二端连接集成芯片U20的管脚6、管脚7以及电阻R42的第一端，所述电阻R42的第二端连接电阻R43的第一端和电容C28的第一端，所述电阻R43的第二端连接电容C25的第一端和集成芯片U21的管脚3，所述电容C28的第二端连接集成芯片U21的管脚1、管脚2，所述电容C25的第二端和电容C26的第二端均接地。