MOS电阻阵列驱动控制器设计

提出了一种能够驱动128×128电阻阵列达到200 Hz帧频,并且有能力驱动256×256电阻阵列达到100 Hz帧频的驱动控制器设计。针对电阻阵列驱动控制器的高实时性要求,在设计中采用了FPGA、双端口RAM、PC104模块和反射内存网等技术。研究了解决图像数据的高速传输和多路模拟驱动信号的高速产生等电阻阵列驱动控制领域的关键技术问题的方法。PC104、FPGA和反射内存网等技术的应用为将来对更大规模电阻阵列的驱动控制留下了扩展余地。

基于MOS电阻阵列的红外成像目标模拟器系统冷反分析和解决方法

针对基于MOS电阻阵列的红外成像目标模拟器系统在工程应用中产生冷反的问题,本文分析了MOS电阻阵列结构特点和MOS电阻阵列红外成像目标模拟器存在的问题。利用MOS电阻阵列表面的镜面特性,提出了一种解决冷反现象的设计策略,以及成像目标模拟系统集成的光机调试方法,并验证了该设计策略和集成方法的有效性。

基于双MOS电阻阵列的双波段红外图像生成技术研究

针对红外双波段制导系统半实物仿真目标及环境图像生成的问题,开展双波段红外图像生成技术研究。介绍了近年来国内外双波段红外图像生成系统的发展状况,分析了双波段红外图像生成的工作原理和模式,提出了一种基于双MOS电阻阵列复合的双波段红外图像生成系统的设计方案,阐述了MOS电阻阵列双波段辐射特性标定方法和双电阻阵列像元素对准方法,最后给出了双波段红外图像生成系统的结构设计结果、合束镜的透过率曲线以及图像像元素对准结果,并给出了双波段辐射亮度的计算结果。

基于神经网络的MOS电阻阵列非均匀性校正

对MOS电阻阵列非均匀性产生的原因进行了深入分析,并提出了一种可明显提高红外图像生成质量的新的电阻阵列非均匀性校正方法。通过离线测试得到整个电阻阵列的电压-温度数据和待校正单元的电压-温度数据。以这些原始数据作为神经网络的输入,建立电阻阵列中每个单元的校正前输入和期望输入之间的函数关系,生成查找表,从而解决MOS电阻阵列由各单元响应率不同而引起的非均匀性问题。仿真结果表明,该方法具有可行性。与国内外常用的分段线性化方法相比,其校正效果有了很大的提高。

512×512 MOS电阻阵列驱动控制方法研究

MOS电阻阵列是构成红外成像目标仿真系统的关键核心设备,其投射出的红外图像的质量将直接影响红外成像制导半实物仿真试验的逼真度和可信度。针对新一代国产512×512元MOS电阻阵列工作方式的改变、像元规模与图像数据传输量的倍增对驱动控制系统提出的更高要求,研究了与其配套的驱动控制方案。研究基于光纤数据传输、PCI-E高速总线、FPGA解决了高数据吞吐率、高精度时序信号生成问题,并设计了一种多路模拟信号高速建立的方法。经仿真验证表明,该驱动方案可满足512×512 MOS电阻阵列快照模式下图像刷新率达到200 Hz,单个像元灰度等级为16 bit,为电阻阵列的实际工程应用提供了参考。

256×256元MOS微电阻阵列动态场景生成装置

基于MOS电阻阵列的动态场景生成装置所生成的红外动态图像具有帧频高和动态范围宽等优点。且装置体积小、质量轻、抗振抗冲击能力强,是红外制导半实物仿真系统目标/干扰环境模拟器的优选之一。本文介绍了256×256元MOS微电阻阵列动态场生成装置的系统组成、工作原理、设计方法和达到的技术状态,可以为制导武器半实物仿真红外成像目标模拟器的设计提供参考。

电阻阵列型红外景象仿真系统的设计与实现

为了便于对红外成像系统进行测试,实现了一种通用的红外景象仿真系统,该系统采用国产128×128元的MOS电阻阵列芯片作为红外景象生成元件,利用FPGA设计电阻阵列芯片的高速驱动电路,上位机使用OpenGL,根据目标参数实时演算目标红外辐射特性,通过以太网传输至FPGA控制板,电阻阵的电学刷新率可达200Hz,图像刷新率为50Hz。针对电阻阵列的工作特性设计了恒温散热系统,保证了图像的对比度。系统构成简单可靠、成本低、可扩展性非常好,可与各种红外探测设备结合构成完善的半实物仿真系统。

基于MOS电阻阵的红外热图像生成控制系统

针对目前国内自主研制的MOS电阻阵设计了红外图像生成控制系统;通过OPENGL图像函数库,将理论计算的目标热辐射分布图转换为256级灰度图;设计PCI接口通信卡将图像数据进行光电转换,经光纤远距离传输到MOS电阻阵驱动控制电路,板载DSP读取数据并控制CPLD芯片产生逻辑控制信号,控制高速串行DA产生图像驱动信号,实现了MOS电阻阵列红外热图像输出;某型红外成像导引头采集的图像表明该系统生成的红外图像满足导引头试验的要求。

红外成像制导仿真图像实时生成系统设计与研制

为了更加逼真地模拟红外目标及战场背景,基于图像生成及显示计算机、硅桥MOS电阻面阵控制计算机系统1、28×128 MOS电阻阵列及电源、实时通讯反射内存网络(反射内存卡及光纤)、目标及背景红外图像实时生成软件和MOS电阻面阵控制软件等6部分组成了某红外图像实时生成系统;该系统采用的高速光纤反射内存实时通讯网络、超大规模D/A控制板等使得帧刷新频率达到了200 Hz以上、长线传输不受环境电磁干扰、更易于向256×256MOS电阻阵列扩展等,同时保证了在五轴转台的恶劣环境下可靠工作。

红外成像目标模拟器图像生成系统的实时性措施

动态红外图像实时生成是红外成像制导半实物仿真系统目标模拟器的关键技术之一。图像生成的质量与实时性是设计和研制红外图像实时生成系统需重点考虑的问题。介绍了某红外图像实时生成系统的设计方案,详细阐述了系统的实时性措施。从系统的硬件选型、硬件设计和软件设计共7个方面(即选用基于反射内存的实时通信网络、基于PC架构的图形工作站、关闭垂直同步、驱动控制单元实时性设计、WindowsXP系统实时性改造、图像渲染控制与帧时间测试、非均匀性校正算法的在线查表)出发,来保证图像生成的实时性。红外图像实时生成系统的测试表明:图像生成的帧时间可控制在5ms内,满足全系统200Hz帧频的要求,所采取的实时性措施是有效的。

一种增益与共模电压可编程的输出缓冲级电路

针对输出级电路增益和输出共模电压灵活可变的需求,提出了一种新型增益与共模电压可编程的输出缓冲级电路。电路由可编程增益放大器(PGA)和采用自适应电流源与新型可编程电阻阵列的输出电压可编程(POV)模块构成,具有增益和共模电压可调、输出精确的特点。电路芯片基于标准0.15μm CMOS工艺设计制造。测试结果表明,PGA可提供-13.6%~16.3%的可调增益范围,可以实现精准的2倍和4倍增益;POV模块输出的电压具有-102~88 mV的调节幅度,可以实现2.25 V和0.5 V的精确输出。将该输出缓冲级电路应用于MEMS电容读出电路中并对其进行精确的编程校准,可以满足整个电容传感器系统的高精度测量需求。

基于动态电子目标模拟离轴的光学系统设计

系统硬件由数据接收、数据缓冲和时序驱动、MOS电阻阵列结构组成,实现显示动态电子目标模拟图像。系统软件由以太网数据传输模块、MOS电阻阵列模块、D/A模块和控制模块组成,实现解析数据包,得到数据图像,完成被测光电设备的定向精度测试。