本發(fā)明涉及碲鎘汞探測器，涉及一種帶有低溫前置放大電路的碲鎘汞探測器。

背景技術：

1、碲鎘汞探測器因響應光譜可調(diào)、響應率高、噪聲低以及響應速度快等優(yōu)點，在森林防火、火車熱軸監(jiān)測、安全防護等領域得到廣泛應用。

2、由于碲鎘汞探測器需要工作在低溫環(huán)境下，典型溫度為77k，在很多應用場景中比如野外作業(yè)，為了提高紅外探測系統(tǒng)的便攜性，一般采用斯特林制冷機對碲鎘汞探測器進行制冷。斯特林制冷機上電后循環(huán)工作時產(chǎn)生的電磁干擾，在很大程度上干擾了探測器的放大電路，限制了整個探測系統(tǒng)信噪比的提升。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種帶有低溫前置放大電路的碲鎘汞探測器，解決了現(xiàn)有探測器無法避免斯特林制冷機上電后循環(huán)工作時產(chǎn)生的電磁干擾的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：

3、一種帶有低溫前置放大電路的碲鎘汞探測器，包括杜瓦冷頭、銦片、陶瓷電路板、低溫膠、鉑電阻和碲鎘汞探測器；杜瓦冷頭、銦片和陶瓷電路板依次疊放緊固連接；

4、陶瓷電路板上設置低溫膠，鉑電阻和碲鎘汞探測器設置在低溫膠上；

5、陶瓷電路板上設置低溫前置放大電路，碲鎘汞探測器與該低溫前置放大電路連接，該低溫前置放大電路包括第一偏置支路、第二偏置支路、有選通開關的反饋回路和正反饋回路；

6、該低溫前置放大電路還包含一個運算放大器，該運算放大器的負向輸入端與第一偏置支路相連，正向輸入端與第二偏置支路相連；該運算放大器的負向輸入端連接有程控開關，該程控開關通過兩個輸入端控制反饋回路的選通開關。

7、陶瓷電路板由氮化鋁制成。

8、低溫前置放大電路中，碲鎘汞探測器的電阻rdetector與第一電阻rbias串聯(lián)在第一偏置支路中；第二電阻r2與第三電阻r3串聯(lián)在第二偏置支路中，還設置第一電容c1并聯(lián)在r3兩端；

9、在正反饋回路中連接有第四電阻r4，第四電阻r4分別與運算放大器的正向輸入端和輸出端相連；

10、在運算放大器的輸出端與信號輸出端之間連接有第五電阻r5。

11、反饋回路是包含有四個通道的反饋回路，四個通道的輸出端與運算放大器的輸出端相連。

12、第二偏置支路中第二電阻r2和第三電阻r3的比值與第一偏置支路中第一電阻rbias與電阻rdetector的比值相同。

13、本發(fā)明的優(yōu)點在于：1、低溫前置放大電路與碲鎘汞探測器芯片一起封裝在杜瓦中，工作在低溫環(huán)境下。經(jīng)低溫前置放大器放大后輸出的信號，抗干擾能力大大增強；2、低溫前置放大電路由于電路環(huán)路小，耦合進入的電磁干擾更少，可以有效改善整個探測器組件的信噪比；3、探測器工作時置于金屬杜瓦中，杜瓦的金屬外殼對外界的電磁干擾可起到屏蔽作用，能進一步降低電磁干擾對放大電路的影響。

技術特征：

1.一種帶有低溫前置放大電路的碲鎘汞探測器，包括杜瓦冷頭(1)、銦片(2)、陶瓷電路板(3)、低溫膠(4)、鉑電阻(5)和碲鎘汞探測器(6)；杜瓦冷頭(1)、銦片(2)和陶瓷電路板(3)依次疊放緊固連接；

2.根據(jù)權利要求1所述的帶有低溫前置放大電路的碲鎘汞探測器，其特征在于：陶瓷電路板(3)由氮化鋁制成。

3.根據(jù)權利要求1所述的帶有低溫前置放大電路的碲鎘汞探測器，其特征在于：低溫前置放大電路中，碲鎘汞探測器(6)的電阻rdetector與第一電阻rbias串聯(lián)在第一偏置支路中；第二電阻r2與第三電阻r3串聯(lián)在第二偏置支路中，還設置第一電容c1并聯(lián)在r3兩端；

4.根據(jù)權利要求3所述的帶有低溫前置放大電路的碲鎘汞探測器，其特征在于：反饋回路是包含有四個通道的反饋回路，四個通道的輸出端與運算放大器的輸出端相連。

5.根據(jù)權利要求3所述的帶有低溫前置放大電路的碲鎘汞探測器，其特征在于：第二偏置支路中第二電阻r2和第三電阻r3的比值與第一偏置支路中第一電阻rbias與電阻rdetector的比值相同。

技術總結
本發(fā)明涉及一種帶有低溫前置放大電路的碲鎘汞探測器，在杜瓦冷頭上依次有銦片、氮化鋁陶瓷電路板、低溫膠、碲鎘汞探測器與鉑電阻；氮化鋁陶瓷電路板上有低溫前置放大電路，該放大電路包含兩個偏置支路，用來對探測器設置偏置電流，可外部選通的四個通道的反饋回路，用來設置放大增益，一個正反饋回路，用來調(diào)節(jié)強光照下輸出信號的非線性，一串聯(lián)電阻，用來抑制低溫下放大電路振蕩。本發(fā)明的探測器與前置放大電路貼近互聯(lián)，工作在低溫環(huán)境下，可有效降低耦合進入電路環(huán)路的電磁干擾；工作時置于金屬杜瓦中，杜瓦的金屬外殼對外界的電磁干擾可起到屏蔽作用，能進一步降低電磁干擾對放大電路的影響，有效提高整體信噪比。

技術研發(fā)人員：劉福浩,馬丁,楊曉陽,周青,許金通,羅毅,龔瑋,顧明劍,李向陽
受保護的技術使用者：中國科學院上海技術物理研究所
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/7