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                          紅外探測器噪聲源的幾種測試狀態

                          [2020/5/15]

                            為了準確監測紅外探測器低頻噪聲的變化,構建的噪聲測試系統由輸入回路、低噪聲前置放大器和噪聲采集與分析系統等幾個部分構成,系統原理如下圖所示:

                          低頻噪聲長時間監測系統原理圖

                            輸入回路為紅外探測器提供偏置,并通過合適的激勵激發探測器的低頻噪聲,便于后續模塊對該噪聲進行分析處理。
                            紅外探測器內部的主片與補片組成電阻橋路的結構,為了區分是主片還是補片(或兩者同時)引起探測器噪聲的變化,使用了2個替代電阻,替代電阻使用噪聲性能較好的線繞電阻器,且電阻值與主片(補片)的阻值相等,如上圖所示。外部施加的直流偏置電壓使探測器保持在正常工作狀態,同時也用來激發探測器內部的潛在噪聲源,為了避免電壓源的噪聲對測試精度的影響,采用兩種設計方案:短時間測量時,選用本底噪聲非常低的鎳氫電池組供電,長時間監測時,通過精心設計的低噪聲線性串聯穩壓電源供電。
                            為了準確定位探測器的噪聲源,設計了4種測試狀態,紅外探測器廠家介紹到:
                            1、熱噪聲測試,圖中的偏置電源輸入端全部接地,主片與補片同時接入測試回路,測試探測器在零偏壓下的熱噪聲。
                            2、總噪聲測試,偏置電源輸入端接入合適的偏置電壓,主片與補片同時接入測試回路,測試紅外探測器特定偏置下的總噪聲。
                            3、主片噪聲測試,偏置電源輸入端接入合適的偏置電壓,主片接入測試回路,補片用替代電阻代替,測試主片在特定偏置下的噪聲特性。
                            4、補片噪聲,偏置電源輸入端接入合適的偏置電壓,補片接入測試回路,主片用替代電阻代替,測試補片在特定偏置下的噪聲特性。
                            采取了一系列的措施來避免輸入回路中的干擾對測試精度的影響。測量過程中,將紅外探測器的聚光鍺窗口遮擋,以避免環境光線變化帶來的干擾;采用多層屏蔽的方式,使用屏蔽電纜連接輸入回F路與后級的低噪聲前置的放大器,避免外界電磁干擾的影響。最后利用線繞電阻的熱噪聲為測試系統進行校準。

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