為了準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)紅外探測(cè)器低頻噪聲的變化,構(gòu)建的噪聲測(cè)試系統(tǒng)由輸入回路、低噪聲前置放大器和噪聲采集與分析系統(tǒng)等幾個(gè)部分構(gòu)成,系統(tǒng)原理如下圖所示:
輸入回路為紅外探測(cè)器提供偏置,并通過合適的激勵(lì)激發(fā)探測(cè)器的低頻噪聲,便于后續(xù)模塊對(duì)該噪聲進(jìn)行分析處理。
紅外探測(cè)器內(nèi)部的主片與補(bǔ)片組成電阻橋路的結(jié)構(gòu),為了區(qū)分是主片還是補(bǔ)片(或兩者同時(shí))引起探測(cè)器噪聲的變化,使用了2個(gè)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(bǔ)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(cè)器保持在正常工作狀態(tài),同時(shí)也用來(lái)激發(fā)探測(cè)器內(nèi)部的潛在噪聲源,為了避免電壓源的噪聲對(duì)測(cè)試精度的影響,采用兩種設(shè)計(jì)方案:短時(shí)間測(cè)量時(shí),選用本底噪聲非常低的鎳氫電池組供電,長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)時(shí),通過精心設(shè)計(jì)的低噪聲線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源供電。
為了準(zhǔn)確定位探測(cè)器的噪聲源,設(shè)計(jì)了4種測(cè)試狀態(tài),紅外探測(cè)器廠家介紹到:
1、熱噪聲測(cè)試,圖中的偏置電源輸入端全部接地,主片與補(bǔ)片同時(shí)接入測(cè)試回路,測(cè)試探測(cè)器在零偏壓下的熱噪聲。
2、總噪聲測(cè)試,偏置電源輸入端接入合適的偏置電壓,主片與補(bǔ)片同時(shí)接入測(cè)試回路,測(cè)試紅外探測(cè)器特定偏置下的總噪聲。
3、主片噪聲測(cè)試,偏置電源輸入端接入合適的偏置電壓,主片接入測(cè)試回路,補(bǔ)片用替代電阻代替,測(cè)試主片在特定偏置下的噪聲特性。
4、補(bǔ)片噪聲,偏置電源輸入端接入合適的偏置電壓,補(bǔ)片接入測(cè)試回路,主片用替代電阻代替,測(cè)試補(bǔ)片在特定偏置下的噪聲特性。
采取了一系列的措施來(lái)避免輸入回路中的干擾對(duì)測(cè)試精度的影響。測(cè)量過程中,將紅外探測(cè)器的聚光鍺窗口遮擋,以避免環(huán)境光線變化帶來(lái)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(jí)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(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。