ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

48-007-06

Наименование проекта

Восьмиканальный входной усилитель для многоэлементных фотоприемников ИК диапазона

Назначение

Усиление электрических сигналов с выходов многоэлементного ФПУ и согласования их с последующими устройствами обработки.

Рекомендуемая область применения

Тепловизионные системы в медицине, энергетике, экологии, на транспорте, в изделиях спецтехники и т.д.

Описание

 Результат выполнения конструкторско-технологической разработки

В последнее время интенсивно происходит освоение и практическое использование инфракрасного (ИК) диапазона. Тепловизионные системы находят применение в медицине, энергетике, экологии, на транспорте, в изделиях спецтехники и т.д.

В качестве чувствительных элементов фотоприемных устройств (ФПУ) тепловизионных систем чаще всего используются твердотельные фотоприемники на основе приборов с зарядовой связью, фотодиодов и фоторезисторов.

В длинноволновой области ИК диапазона (при длинах волн больше 2…3 мкм) применяют охлаждаемые многоэлементные фотоприемники на основе фоторезисторов, выполненных из твердых растворов тройной системы: кадмий-ртуть-теллур (КРТ). Такие фоторезисторы имеют высокую чувствительность, низкое темновое сопротивление и малые собственные шумы. Однако для практического использования сигнал с фотоприемника необходимо усилить и выполнить его предварительную обработку. Поэтому в тепловизионных системах сигнал с выхода ФПУ обычно усиливается малошумящими входными усилителями.

Для охлаждаемого ФПУ с электронно-механической разверткой изображения на основе 64-х элементной линейки фоторезисторов из КРТ разработана микросборка малошумящих входных усилителей. Она предназначена для усиления электрических сигналов с выходов многоэлементного ФПУ и согласования их с последующими устройствами обработки. В большинстве случаев в дальнейшем сигнал с ФПУ преобразуется в цифровой вид и уже в блоке цифровой обработки происходит окончательная коррекция и обработка видеосигнала. Поэтому амплитуда сигнала с выхода блока аналоговой обработки должна быть достаточной для осуществления аналого-цифрового преобразования с необходимой точностью.

 Для получения качественного изображения необходима высокая степень идентичности параметров усилителей всех каналов и их температурная стабильность и низкий уровень шумов. Кроме того, желательно иметь малое энергопотребление и минимальные массогабаритные характеристики усилителей.

В тепловизоре предусмотрена покадровая калибровка ФПУ по абсолютно черному телу. Поэтому в микросборки введены коммутаторы и схемы восстановления постоянной составляющей.

 Усилители выполнены на микромощных бескорпусных операционных усилителях типа Б140УД12А-1, а коммутаторы - на микросхемах Б590КН13-1.

Микросборки изготовлены по гибридной тонкопленочной технологии и имеют ряд схемотехнических, конструктивных и технологических особенностей.

Типовой технологический процесс изготовления пленочных элементов не позволяет выполнить элементы с требуемой точностью. Кроме того, навесные компоненты также имеют разброс параметров. Поэтому при изготовлении микросборок введена операция подгонки пленочных резисторов. Она позволяет обеспечить требуемую точность изготовления резисторов и резистивных делителей и осуществить функциональную подгонку усилителей по коэффициенту усиления.

Конструктивно микросборки выполнены в металлостеклянном корпусе типа 421.48-3 размером 36?24?4 мм. Конструкция корпуса с 48 планарными выводами позволила поместить в него восемь каналов усиления и коммутаторы восстановления постоянной составляющей.

Для функциональной настройки и измерения параметров микросборок разработан и изготовлен измерительный стенд. В состав стенда входит технологическое оборудование для подгонки резисторов, измерительные приборы, источники питания и контактирующее устройство.

Разработано несколько модификаций усилителей для применения в различной аппаратуре.

 По своим техническим характеристикам разработанные микросборки не уступают отечественным и зарубежным аналогам.

Преимущества перед известными аналогами

Выше точность, меньше габаритные размеры.

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Соответствует технической характеристике изделия (устройства)

Технико-экономический эффект

Точность выше в 5 - 10 раз (относительная погрешность входных делителей - менее 0,1%, относительная погрешность коэффициента усиления - менее 0,3%)

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

18.11.2006