短波红外探测器机芯电路设计

论文总字数：23834字

摘 要

本文主要针对中国科学院上海技术物理研究所生产的SITP-Hu-I型640×512元InGaAs面阵探测器，制作该短波红外探测器机芯外围电路的原理图设计，还有完成PCB版图设计，最后实现红外图像采集的功能。

毕业设计地点已有探测器以及红外探测器机芯研发测试电路板，占用面积较大，为180mm*180mm，且不适合该短波红外探测器。因此需要重新绘制原理图，绘制35mm*35mm的3块电路板和1块显示板。并且对元器件选型，采用较小的元件封装来满足小型化需求。

本文首先要了解已有的原理图的功能，明白每个器件作用，并且了解外围电路的要求，之后修改和删去多余复杂的部分，换掉性能不佳或是不能达到要求的部分，最后做一些修补，完成短波红外机芯外围电路的设计。

关键词：短波红外，机芯电路，原理图，印刷电路板，小型化

Abstract

In this thesis,the paper mainly focus on the SITP-Hu-I type 640X512 pixel InGaAs plane array detectors,which are made by Shanghai Institute of Technical Physics of The Chinese Academy of Sciences.This paper cares about the schematic designs of the short wave infrared detector’s mechanism periphery circuit,the design of its Printed Circuit Board,and it’s function of gathering the infrared image.

The place where I work on the graduaton project,already has the short wave infrared detector,and the testing circuit board of the detector’s mechanism periphery circuit.But the testing circuit board is too large(180mmX180mm)to put in the small device of gathering the infrared image.So I need redesign the schematic circuits and redraw the Printed Circuit Board.In order to make 3 circuit board whose size are 35mmX35mm,I need to search and use small footprint elements.

At first,This paper need to know the function of the schematic circuits which already existed.Finding out the use of each parts,and understand the requirement of the periphery circuit.Then I will remove and edit the complax parts and change the poor performance parts as well as the parts whose parameter don’t meet the performance requirement.Finally,I will finish the design of the entire periphery circuit of the short wave infrared image.

KEY WORDS: short wave infrare, mechanism circuit, schematic design, Printed Circuit Board, Miniaturization

目 录

摘要 III

目 录 V

第一章 绪论 1

第二章 系统设计 3

2.1 系统介绍 3

2.2 系统流程 3

2.3 现有条件 4

第三章 硬件的选择 5

3.1 底板 5

3.1.1传感器的选择 5

3.1.2 模拟数字转换器 5

3.1.3 电源 6

3.1.4 运算放大器与差分放大器 7

3.2 FPGA板 7

3.2.1FPGA芯片选择 7

3.2.2闪存芯片选择 8

3.2.3 SDRAM芯片选择 8

3.3 PAL制显示板 8

3.3.1串口芯片 8

3.3.2数字模拟转换器 9

3.3.3PAL制式接口 9

3.4 USB及CameraLink显示板 9

3.4.1CameraLink输出口 9

3.4.2USB芯片 10

3.4.3LVDS转换芯片 10

第四章 原理图设计 11

4.1 底板 11

4.1.1探测器 11

4.1.2电源 11

4.1.3模拟数字转换器 14

4.1.3差分信号对 15

4.2 FPGA板 16

4.2.1电源 16

4.2.2FPGA芯片 16

4.2.4FLASH芯片 17

4.2.5SDRAM芯片 18

4.3PAL制显示板 18

4.3.1PAL接口 18

4.3.2接插件 18

4.3.3串口电路 18

4.3.4数字模拟转换电路 19

4.3.5地层连接 19

4.4USB及CameraLink显示板 20

4.4.1电源 20

4.4.2Cameralink 20

4.4.3USB 21

4.4.4接插件 21

第五章 PCB布板 23

5.1底板 24

5.1.1TOP层 24

5.1.2bottom层 25

5.1.3走线层 25

5.1.4电源层与地层 26

5.1.53D显示 26

5.2FPGA板 27

5.2.1top层 27

5.2.2bottom层 27

5.2.3走线层 28

5.2.4电源层与地层 28

5.2.53D模型 28

5.3PAL制显示板 29

5.3.1PCB电路图 29

5.3.2实物照片 29

5.4USB及Cameralink显示板 29

5.4.1PCB电路图 29

5.4.2实物照片 30

第六章 验证功能 31

致谢 32

参考文献 33

绪论

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：23834字