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760500 產品規格書
760500 產品規格書
產品信息
FT 現代紅外焦平面測量系統

產品編號:760500
紅外焦平面探測器測試系統
外焦平面探測器是熱成像系統最重要的核心部件。探測器電路(機芯)的設計是一個新的熱成像系統的關鍵部分。紅外焦平面技術或熱像儀技術方面的專業人員必須精確地了解紅外焦平面探測器參數方面的知識,這是因為紅外焦平面探測器的參數決定了熱像儀系統的性能極限。因此測量紅外焦平面探測器性能的測量設備是研發紅外熱成像系統的關鍵。 
通常由探測器生產廠家提供的技術資料給出的信息對于電路設計者來說很有限。有時候廠家提供的參數并不是十分準確。采用改進的控制信號可以提高探測器的性能。結果設計團隊肯要花費幾年的時間來研發針對每種型號焦平面探測器的機芯。當采用不同的焦平面探測器是還需要重復整個過程。在這種情況下需要一個通用靈活的機芯可以與不同廠家的焦平面探測器匹配,并且能夠半自動確定對某種探測器的最佳的控制信號。
FT焦平面測量系統是一個模塊化測量系統,它能夠完成如下兩個任務。一是能夠測量焦平面探測器的所有重要參數;而是能夠半自動確定某種探測器最佳控制信號。
紅外焦平面探測器最為最終的產品(與讀出電路集成的)是現代熱像儀的核心。二維焦平面實際上可以看成是沒有輸入光學和輸出觀察系統的熱像儀。有許多的一系列特性可以用來描述現代二代和三代紅外焦平面。一些參數如MTF、NETD、FPN、非均勻性,相對光譜靈敏度曲線等和描述熱像儀系統的參數是一致的。也有一些參數如串擾、點掃描,來源于傳統分立探測器的特性參數如歸一化NEP和D*是焦平面探測器所獨有的。
FT測量系統一個模塊化的實驗室內使用的系統。由于采用了模塊化設計,FT測量系統可以方便快速地配置成三個半獨立的測量的工作站放置在實驗室光學平臺上:FT-N,FT-I,和FT-S。
  • FT-N:測量紅外焦平面探測器的噪聲和響應特性
  • FT-I:測量紅外焦平面探測器的成像質量特性 
  • FT-S:測量紅外焦平面探測器的光譜響應特性
規格參數
1.TCB黑體
型號 TCB-4D
有效孔徑 100mm x 100mm
差分溫度范圍 -20°C ~ +55°C
絕對溫度范圍 0°C ~ +80°C
設定和分辨率 0.001°C
輻射率 0.97±0.01
溫度均勻性 當溫差小于5°C :<0.01°C
響應時間 90秒-10°C步長
調節穩定性 溫差小于10°C:±0.002°C
電源 220-230VAC,50/60Hz
工作溫度 +5°C ~ +35°C

2. CJT 500平行光管
型號 CJT 500
平行光管類型 離軸反射式
孔徑 30mm
焦距 500mm
光譜范圍 0.4μm ~ 15μm
空間分辨率 >50lp/mrad
鍍膜 保護鋁
尺寸 420mm x 280mm x 180mm
重量 5kg

3.TIR輻射源
型號 TIR
光譜范圍 典型值3μm ~ 15μm(可擴展范圍:1μm ~ 15μm)
最大溫度 典型100°C
控制方式 從CTIR控制器手動
電源 230V(由控制器)
尺寸 55mm x 55mm x 160mm
重量 1.5kg

4. 靶標
型號 M25
有效尺寸 25mm x 25mm
輻射率 0.97±0.01
靶標類型 針孔,狹縫,刀口,4桿靶
針孔靶個數 4
狹縫靶個數 3
刀口靶個數 1
4桿靶個數 6

5. 手動平臺
型號 OS1
平臺尺寸 100x100mm
Z軸行程 100 mm

6. SS-2M  電動平臺
型號 SS-2M
y行程 32 mm
z 行程 44 mm
分辨率 20 mm
PS控制 RS 232

7. 一組紅外物鏡
IR35, IR812  和 IR 13是高質量的紅外物鏡可用于在被測量的紅外焦平面上生成輻射斑以便于掃描光點測試。
型號:IR 35
光譜范圍 3-5.5 mm
F-數 1.7
模糊斑點 20 mm
型號:IR 812
光譜范圍 8-12 mm
F-數 1.7
模糊斑點 30 mm
型號:IR 13
光譜范圍 1-3 mm
F-數 2.5
模糊斑點 10 mm

8. M250單色儀
型號/參數 M250
光譜范圍 0.9-3 mm – M250SW
3-6 mm – M250MW
6-15 mm – M250LW
分辨率 10 nm
控制 RS 232 (由控制器)
電源 230V (由控制器)
尺寸 280 x 180 x 100mm – controller
350 x 280 x 230mm – optical head

9. TM 探測模塊
TM 模塊是一個直接連接到M250輸出端的小尺寸探測模,它可以在1-15mm的紅外輻射光譜范圍內保持高靈敏度和高均勻性。用戶可以調整它的增益和偏移;它可以測量和標準化IR 314 光源 – M 250 單色儀。
模式/參數  
光譜靈敏度范圍 1-15 mm
增益 可調
偏移 可調
靈敏度 一致
電源 12V
尺寸 50 x 50 x 70mm

10. DES  模塊
DES (探測器電子支持) 模塊已經被加工成一個通用的相機核心用于接受國際市場上典型的紅外焦平面探測器。唯一的將探測器能與之適應的改動在于增加一個簡單的和探測器管腳相匹配的電子適配器和修正的配置文件。DES模塊由一系列的印刷電路板與相對應的機械模塊所組成。
DES模塊可以提供與IR FPA探測器相應的軟件,可以提供所有的電壓,限制電流,波形和所需信號強度. 連接DES模塊后由圖像傳感器所生成的圖像質量不會低于專門為同一款IR FPA探測器所定制的機芯圖像質量差。
DES模塊裝有一個控制信號的圖像編輯器,它能夠為所有的還沒有定制的探測器建立一個自定義的配置,軟件可以讀入和顯示由DES模塊與探測器所生成的視頻圖像,內嵌的程序語言可以自動控制測試程序,也可以在備查庫中存儲所有的探測器設置。
DES模塊可以與制冷的探測器相匹配(可以隨意的與前端的LEMO/SMA的接插板連接), 它安裝有一個制冷管 (斯特林制冷), 熱電制冷或者是非制冷圖像探測器均可與之相匹配,另外, DES模塊也可以與非快門探測器或者裝有快門的探測器相匹配。
DES模塊 可以進行FPA非均勻性的校正(兩點環境溫度補償和時鐘錯誤刷新), 壞像素補償, 對比度增強/ 輻射度轉換), 自動增益和電平控制 (線性或直方),差值水平重測圖,凍結顯示和2X鏡頭。
概括來講, DES 模塊是一個多功能的機芯,當連接到被測試的IR FPA時可以從探測器生成的圖像作為一個標準的電子格式(模擬視頻, USB 2.0, CameraLink 或者 GigE. 這樣DES模塊就可以實現IR FPA的測試并且可以確定它的噪聲/靈敏度參數,像質參數以及光譜參數。然而,DES模塊可以給出IR FPA的最優控制信號,由于DES的靈活性從而得到計算機化的最優控制。
參數/功能 Value
IR FPA 最大分辨率  1280x1024
最大幀頻 基于IR FPA的分辨率和電子圖像輸出信號
標準輸出信號 模擬視頻 (PAL, NTSC), USB 2.0, CameraLink, GigE)
和探測器所連接的插槽數量 3
熱點制冷 (典型版本) Yes
IR FPA斯特林制冷器適配器   Yes (可選)
IR FPA in LN2 dewarr適配器 Yes (可選)
電壓過載保護 Yes
輸出圖像質量 不低于專門定制的機芯所生成的像質
非均勻性校正 Yes
壞像素補償 Yes
對比度增強 Yes
自動增益和電平控制 Yes
差值水平重測圖 Yes
IR FPA 最優控制 Yes
軟件系統  Windows XP
DES控制器有以下模塊組成:
  • USB2.0 – 并行轉換器. 可一側提供FIFO & UART界面另一側提供 USB 2.0 (480mbit/s). FIFO用于數據傳輸 UART用于控制數據。
  • 主 FPGA –控制整套設備. 可以實現SDRAM 存儲控制, DAC PWMs, ADC 控制, 電流限制, CCD/FPA 驅動信號, 可編程的控制。
  • 32MB SDRAM 存儲, 16 bit 位寬. 直接與USB相連接并能存儲管腳。
  • AVR 8 比特 CPU. 他從USB端收到命令, 進行解碼, 發送并且計算結果,通過并行接口控制所有的FPGA模塊. 可隨意的與LCD顯示器以及鍵盤相連接。
  • Camera Link 界面. 用于告訴的,高分辨率的圖像傳輸,可以代替USB2.0進行傳輸或者可以和USB2.0雙向輸出

11. 電壓偏壓卡和ADC卡
所有的偏壓設置和ADC卡都是基于PC軟件通過控制器板控制的,偏壓卡是專門用于高電壓偏壓CCD探測器和可由開關控制的3.3V和5V的IR FPA電壓供給,它可以支持4通道溫度測量,當然,它可以和不同類型的探測器相匹配而并不僅僅只是溫度,同時存在16位的與ADCs卡高度集成的成像數據處理,這些數據處理器支持了不同類型的信號輸入和范圍。
通道數 11
可編程的兩級通路數 8
可編程的單個通路數 1
固定通路數 2
每通道的當前測試范圍 是, 12 bit ADC
偏壓范圍 兩級 – 8通道: -12V ~ +12V
單級 – 1 通道 : 0 ~ 25V
固定: 3.3V~5V
偏壓精度 6mV (12 bit)
偏壓分辨率 0.3mV (16 bit)
最大偏壓能力 100mA
當前極限范圍 可調整的通道:1~100mA
固定通道 :  1 ~ 500mA
短路保護 所有輸出
溫度傳感器輸入 2 個 PT100 (K), 2個常規 (硅, NTC)
溫度測試分辨率 12 bit
所有的 ADC 通道都可以在相關的復式取樣或者取樣保持放大器模式下操作。增益、偏移量、范圍以及SHA/CDS模式可以被控制器組件進行個別每一個4通道的調整。
同時采樣通道數 最大可到12
ADC通道輸入配置 ·AC 交流耦合 –4通道具有高阻抗可變增益的CCD 探測器 (CDS)
· DC 直流耦合 –4 通道具有固定增益的放大器
·DC直流耦合– 4 通道具有直接的 ADC連接 (SHA)
ADC分辨率 16 bits / 8bits 可選
輸入電壓范圍(對每一對通道可以進行個別選擇) 2V
4V
可調整的 100mV – 10V
輸入參考噪聲  <180uV RMS /2V range
<240uV RMS /4V range
ADC采樣速率 最大 8MHz /16bit 模式 / 3 通道
最大 15MHz /8 bit mode
增益調整范圍 1x…6x in 64 階
輸入偏移量調整 -300mV…+300mV
操作模式  對每一組三通道SHA / CDS可獨立選擇
過壓保護 Yes

12. 時鐘脈沖驅動卡
時鐘脈沖驅動卡在10個通道內可以產生完全的,可編程的,各種復雜的能與IR FPA探測器所適應的波形。該組件可以包括TEC組件驅動電壓和電流測定,快門電機驅動和步進電機驅動電路。
時鐘驅動信號由 FPGA 可編程控制器產生 – 對于復雜的信號模式沒有實際的極限以及所有的參數都可以個性化定制。
通道數 可編程的振幅: 12
固定振幅: 8
輸入通道數 16, 3.3V CMOS, 5V
最大頻率 可編程的振幅: 20MHz
固定振幅: 50MHz
對指定裝置分辨率調節時間 10ns
高頻時鐘范圍 -5V…+10V , 可選擇的靈活范圍
低頻時鐘范圍 -9V…+6V, 可選擇的靈活范圍
固定振幅范圍 3.3V, 5V 可選
最大電流 50mA (1A peak) 可編程輸出
20mA 固定輸出
時鐘信號不穩定度 < 300ps RMS
通用測試能力 總共的平均的陰極和陽極實時驅動 
TEC 模塊(peltier) 電壓和電流
步進驅動 兩級的, max 1A/phase, 極小的步進
快門驅動 2 通道, 橋接式, PWM 可調的, 最大可到1A
額外的模擬輸入 3 通道, 12 bit,例如對于快門反饋控制

13. IR 115 輻射源
IR 115 是一個小尺寸的類似于黑體的IR紅外輻射源,用來給M 250 單色儀輻射輸入。基于它小巧的尺寸以及高溫的燈絲可以說它是對于IR探測器的光譜參數是一個完美的光源。
模式/參數 IR 115
光譜范圍 1-15 μm
最高溫度 1000 C
控制  手動功率控制
電源 230V (從控制器)
尺寸 65 x 65 x 120mm – 頂部;150 x 180 x 130mm – 控制器

14. SAT 采集和測試模塊
SAT采集和分析模塊能夠捕獲和分析從所要測試的FPA得到的輸出信號再進一步分析和測定重要的FPA參數, SAT模塊由以下的部件組成:電腦、采集卡、TAS 軟件。
電腦 
參數 IBM 電腦 – 或者現代化的PC
操作系統 Windows XP (可選 Windows 7)
采集卡
采集卡數量 1 – 標準選擇;2- 可選
采集卡 1 模擬/數字視頻  由采集卡采集;
動態 8-bit;
輸入信號格式 - PAL, NTSC, Fire Wire, USB 2.0
采集卡 2 高分辨率, 高速數字采集卡;
信號輸入格式: CameraLink, GigE, LVDS;
請聯系并確認更為詳細的沒有完全標準化的CameraLink and LVDS格式 
TAS 程序
工作模式 圖像抓取, 測量, 觀察器, 設計最優化
測量參數 NETD, FPN,非均勻性, 1/f 噪聲, 3D 噪聲模型, NPSD, 壞像素數和位置,響應函數,  D* 和相關參數, MTF, 串擾, PVF, IR FPA 像元的相對光譜靈敏度
最優化控制 為了產生最小的噪聲參數而得到全面的最優化控制
其他參數 1. 可設定 : 格式, 開始時間, 讀出時間, 設備像素率,設備響應區域, FOV, 壞像素定義.
2. 電壓偏壓設定
3. Device element re-mapping
4. 非均勻性校正
5. 壞像素位置和補償
6. 響應區域選擇
7. 圖像旋轉/調整
8. 圖像實時存儲
9. 測試結果可由2D視圖輸出, 柱狀圖, 或者可由EXCEL等商業軟件輸出。
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