普通高压电源超二代微光像增强器亮度增益温度特性研究

针对匹配普通高压电源的超二代微光像增强器亮度增益在高温条件下大幅下降的问题,根据理论分析搭建了高低温试验平台,并分别对普通高压电源超二代像增强器、像增强管和普通高压电源的高低温特性进行研究。试验结果表明,匹配普通高压电源的超二代像增强器高温（55℃）亮度增益与低温（-55℃）相比衰减约65%;在阴极电压、MCP电压和阳极电压恒定的条件下,像增强管高温亮度增益仅衰减约20%,且主要是由于阴极灵敏度和荧光屏发光效率随温度升高而降低导致的;普通高压电源高温（55℃）与低温（-55℃）相比阴极电压降低约40 V,MCP电压降低约18 V,阳极电压降低约100 V,三者共同作用加剧了普通高压电源超二代像增强器高温亮度增益的衰减。因此,在高温条件下通过软、硬件的方式对电源阴极电压、MCP电压和阳极电压进行补偿是提高普通高压电源超二代微光像增强器高低温亮度增益一致性的有效手段。     

微光像增强器自动门控电源技术研究

针对微光像增强器在高照度下出现的输出图像饱和现象,提出了混合式自动亮度控制方法,论述了微光像增强器自动门控技术、光电子快门控制原理,以及大动态范围自动亮度控制方法,给出了自动门控电源设计框图和混合式自动亮度控制工作时序以及实验结果,分析讨论了设计中的4个关键问题。     

像增强器亮度增益测试的重复性研究

亮度增益是衡量微光像增强器图像增强能力的一个重要技术指标,其直接影响着微光夜视系统的观察效果。为了提高像增强器亮度增益测试的重复性,在给像增强器提供稳定供电的条件下研究了光源色温、光源输出光亮度以及荧光屏发光亮度随时间的变化过程,分析了光源色温和光源输出光亮度对于亮度增益的影响机理以及荧光屏发光亮度对于亮度增益测试的影响过程,确定了光源的预热时间不少于15 min且像增强器的工作时间不少于1 min的结论。实际测试结果表明:当光源充分预热且严格控制像增强器的工作时间时测量得到的像增强器亮度增益的重复性优于3%。     

紫外像增强器辐射增益测试方法研究

紫外像增强器辐射增益是一个能够反映紫外器件探测特性的重要指标,本文阐述了紫外像增强器辐射增益的测试方法.使紫外像增强器在规定电压和紫外光阴极辐射照度的条件下工作,通过亮度计测量荧光屏的亮度,借助计算机软件进行辐射增益的测试.建立了标准的测试方法和测试装置,针对测量结果进行多项试验分析研究.研究结果表明,该测试方法对于评价紫外像增强器辐射增益是可行的.     

三代微光像增强器亮度增益对像质影响的分析

为研究三代微光像增强器亮度增益对像质的影响,提出对不同增益条件下荧光屏输出图像的像质进行对比分析,以提高三代微光像增强器的成像质量。首先,在三代微光像增强器的理论基础上,论证了亮度增益会直接影响像增强器的成像质量。然后,通过图像质量评价的两个重要参数信噪比和分辨力,建立像质评价系统并搭建实验装置。最后,通过实验结果表明,在无月夜天光照度条件下,当亮度增益取得最佳值时,输出图像在视场明亮清晰的同时分辨力由32 lp/mm提升至40.3 lp/mm。证明该研究对夜间环境中,如何通过合理设置亮度增益值使微光夜视仪获得最佳成像质量具有指导意义。     

亮度增益对夜视仪视距的影响

亮度增益对夜视仪的视距有很重要的影响.夜视仪最重要也是最基本的作用就是改善微光条件下人眼的观察性能,产生足够亮度的光学图像供人眼观察.以前的视距公式没有考虑到亮度增益对视距的影响.从照度与人眼阈值分辨角的关系的角度出发,将亮度增益加入到了视距公式中,并根据修正出的公式从理论上分析了亮度增益对视距的影响.     

低阻MCP在直流模式下的线性动态范围

对国产低电阻微通道板（microchannel plate, MCP）在直流模式下的线性动态范围开展了详细研究。利用深紫外光源（低压汞灯）激发蒸镀有金阴极的MCP，获得较宽范围的输入电流，进而测试了与低阻MCP线性动态范围相关的各项参数，包括电阻、增益、传导电流以及最大最小输入电流等。结果表明：降低体电阻能够有效提高MCP的线性动态范围，其最大和最小输入电流之间跨越6个数量级；该低阻MCP在3种不同工作电压下，最大输出电流为传导电流的16%～19%，与国际上高输出技术MCP相比，性能相当，能够应用于相关领域。     

低阻MCP在直流模式下的线性动态范围

对国产低电阻微通道板（microchannel plate, MCP）在直流模式下的线性动态范围开展了详细研究。利用深紫外光源（低压汞灯）激发蒸镀有金阴极的MCP，获得较宽范围的输入电流，进而测试了与低阻MCP线性动态范围相关的各项参数，包括电阻、增益、传导电流以及最大最小输入电流等。结果表明：降低体电阻能够有效提高MCP的线性动态范围，其最大和最小输入电流之间跨越6个数量级；该低阻MCP在3种不同工作电压下，最大输出电流为传导电流的16%～19%，与国际上高输出技术MCP相比，性能相当，能够应用于相关领域。     

超二代与三代像增强器性能的比较研究

超二代和三代像增强器是两种不同技术的像增强器,其在光电阴极、减反膜、离子阻挡膜以及阴极电压方面存在区别。在极限分辨力方面,尽管三代像增强器GaAs光电阴极的电子初速小、出射角分布较窄以及阴极电压较高,但目前两种像增强器的极限分辨力均相同,三代像增强器GaAs光电阴极的优势在现有极限分辨力水平下并未得到发挥。在信噪比方面,尽管GaAs光电阴极具有更高的阴极灵敏度,但因为较高的阴极电压以及离子阻挡膜透过率的影响,使得两种像增强器的信噪比基本相同,三代像增强器GaAs光电阴极高灵敏度的优势也未得到发挥。在增益方面,尽管三代像增强器具有更高的阴极灵敏度以及较高的阴极电压,但超二代像增强器通过提高微通道板的工作电压来弥补阴极灵敏度以及阴极电压的不足,因此在现有像增强器增益的条件下,两种像增强器的增益完全相同。在等效背景照度方面,由于三代像增强器GaAs光电阴极的灵敏度更高,因此在相同光电阴极暗电流的条件下,三代像增强器可以获得更低的等效背景照度,所以三代像增强器较超二代像增强器具有更高的初始对比度。在光晕方面,由于三代像增强器光电阴极的灵敏度较高,同时具有离子阻挡膜,因此理论上讲,三代像增强器较超二代像增强器具有更高的光晕亮度,但实际的情况是两种像增强器的光晕亮度基本相同。在杂光方面,GaAs光电阴极具有减反膜,因此杂光较超二代像增强器低,所以三代像增强器的成像更清晰,层次感更好。在带外光谱响应方面,由于超二代像增强器Na₂KSb（Cs）光电阴极的带外光谱响应高于三代像增强器,因此在近红外波段进行辅助照明时,超二代像增强器较三代像增强器成像性能更好。在低照度分辨力方面,具有相同性能参数的超二代和三代像增强器具有相同的低照度分辨力。需要注意的是,这是在标准A光源测试条件下所得出的结论。当实际的环境发射光谱分布与标准A光源发射光谱分布不相同时,两种像增强器的低照度分辨力将会不同。     

885 nm直接抽运946 nm Nd∶YAG低温激光特性研究

对低温下885nm抽运Nd∶YAG晶体946nm准三能级激光性能进行了研究。将激光上、下能级的玻尔兹曼分布分数f_1、f_2作为温度的函数引入到激光速率方程中,定性分析了低温下小信号增益和激光阈值的变化规律。利用搭建的低温冷却系统研究了不同晶体温度下946nm激光的输出性能,在210K时获得了最大165 mW的激光输出,斜效率为36%,相比于常温下斜效率提高了71%。观察并分析了低温下1061nm增益增强的现象,当温度低于190K时,1061nm激光增益显著提高,与946nm激光形成竞争,导致946nm激光输出降低。     

厦华XT－6698T型彩电亮度控制电路原理与检修

厦华XT-6698T型彩电自动亮度控制电路如图1所示，主要由受控三极管VT201及其外围电路组成。其控制原理是：当流过高压阳极电流Ik增大时，屏幕亮度增大，引起R311、R310、R262、R261上电流增大，经R311、R310、R262、R261串联分压后，使VT201基极电压降低，阳极电压减小，屏幕亮度下降，达到自动亮度限制之目的；当VT201基极电压下降到低于发射极电压0．3V时，VT201导通接地，自动关闭TA8659AN内的亮度通道；当微处理器CPU (M34300N4-D12SP)（12）脚输出的PWM信号以及TA8659AN的（48）脚(亮度控制端)输出的电平达到VT201的发射极高于基极电压时，同样可达到控制屏幕亮度大小的目的；若本电路出现故障，使VT201导通接地，使基极电压大大下降，导致阳极电流下降，将会出现屏幕无光栅故障。     

基于分层色调映射的LED背光调制算法

为了在降低液晶显示器背光功耗的同时能够保持图像质量,提出了基于分层色调映射的LED背光调制算法.利用低通滤波对图像进行分层,通过亮度对数映射函数把低频部分映射到低动态范围,再与增益后的高频部分相结合为输出图像.将输出图像最大灰阶能够增加的数值作为LED背光因子降低值,采用动态背光缩放技术,降低背光强度值,并提高液晶透光...     

基于RNN的城市夜景照明联动感知控制方法

文中提出基于回归神经网络的城市夜景照明联动感知控制方法，满足城市夜景照明用电需求的同时节省能耗。建立Elman神经网络模型，以气象时间、环境亮度、天气状态以及人车流量等动态因素作为模型选取输入数据，使用差值法排除异常数据并经归一化处理后，输出控制值，完成城市夜景照明联动感知控制。结果表明，文中方法控制下的城市照明系统可根据环境亮度进行自适应调整；无人车通过时照度降低，但不熄灭，减少电流频繁通断对照明材料的伤害；满足城市夜景照明用电需求的同时可最大程度节省能耗。     

一种宽温高精度温补晶振的研制

介绍了一种新型宽温微机补偿晶体振荡器。文中使用微处理器对专用集成电路芯片设计了温补晶振,分别在高低温区段对输出频率进行分段补偿;增加了噪声处理电路,滤除补偿电压跳变引入的噪声,避免相噪恶化;用二次分段补偿的方法,将补偿温度范围拓展到-55~+105 ℃。试验结果表明,使用该方法研制的10 MHz温补晶振,其频率温度稳定性在-55~+105 ℃范围内,优于±1.0×10^-6,相位噪声优于-140 dBc/Hz@1 kHz。     

基于CMOS图像传感器的像增强器闪烁噪声测试系统

随着国内像增强器性能的逐步提高，闪烁噪声成为分辨力进一步提升的障碍之一。为了深入分析和研究闪烁噪声的相关特性，筛选性能更好的像增强器并进一步改进生产工艺，设计了一套闪烁噪声测试系统。通过驱动长光辰芯GSENSE400BSI系列低照度CMOS图像传感器，采集像增强器荧光屏上的图像，利用USB接口传输数据至上位机进行图像分析。实验中对像增强器进行测试，得到了相应的闪烁噪声离散系数分布，发现在2.8×10-6 lx照度环境下噪声最为明显，信噪比越高的像增强器整体离散系数越低。利用连通域检测算法，在二值化阈值为100的条件下，三种型号像增强器在连续200张图像中的高亮噪声数量平均值分别为5.18,1.40,0.86，重复性分别为1.26%,3.23%,2.66%，可以将离散系数和高亮噪声数量作为评价像增强器显示质量的指标之一。     

一种宽输入高PSRR高精度的带隙基准电路

针对电源管理类芯片对宽输入范围、高电源抑制比的需求,设计一款新型带隙基准电路。外部电源经两级限压限流得到核心基准模块的电源,该电源相对输入具有很高的电源抑制比,充分保障了内部模块供电的稳定。温度补偿部分通过压控电流反馈和高低温分段补偿技术实现了基准源的高精度输出。基于HHGRACE 180nm BCD工艺设计,输入电源工作范围3-50V、电源抑制比-100dB@1MHZ、输出参考电源1.237V、工作温度在-40～130℃范围内、温度系数9.6 ppm/℃。PVT条件下电压变化小于5mV、波动范围±0.2%,能够满足电源系统对参考电压的要求。     

一款用于5G功率放大器的分段线性温度补偿偏置电路

实现了一款用于功率放大器的具有温度补偿特性的偏置电路,首先通过正温度系数(PTAT)电流与负温度系数(NTAT)电流对功率放大器所需的偏置电流进行线性温度补偿,然后在线性补偿的基础上引入分段设计,实现分段线性温度补偿,保证全温范围内功率放大器增益线性化。同时通过分段电流舵型DAC灵活调整偏置电流的大小,将功率放大器偏置在合适工作点的同时降低开关噪声。该偏置电路采用Jazz 0.18μm SOI工艺实现。测试结果表明:在-30～30℃温度区间内,电流补偿斜率为14.9%;在30～90℃温度区间内,电流补偿斜率为29.6%,电流斜率的精度均在1.5%以内;室温下偏置电流的线性调整率为1.4%,输出偏置电流在20.2～1 022.0μA范围内可调。采用该偏置电路的一款功率放大器输出功率典型值为28 dBm,误差矢量幅度(EVM)在-30～90℃温度区间内小于3%。     

基于双曲映射变换的低照度道路图像增强方法研究

在智能驾驶领域中，针对低照度环境下获取视觉图像中道路环境交通特征信息难的问题，提出一种基于双曲映射变换的低照度道路图像增强方法。采用最大熵法对HSV颜色空间中的V分量进行阈值分区，利用改进的双曲正切S型函数和双曲正割累积分布函数分别增强明暗区域的亮度，采取非线性变换函数LC补偿光照，进而用双尺度均值滤波法增强图像中道路特征信息。通过自建数据集对比验证相关算法，结果表明：本方法增强后的图像平均亮度提高了111.54%、信息熵提高了11.8%,平均梯度提高了159.75%,低照度环境下获取视觉图像中交通特征信息显著提升。     

一种带有分段补偿电路的高阶基准源设计

基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种带分段曲率补偿的低温度系数的高阶带隙基准电压源。首先设计了传统一阶带隙基准,温度系数最低可以达到13×10^-6/℃。在传统一阶带隙基准电压源的基础上,加入低功耗的分段补偿电路实现了高阶补偿,在显著降低了温度系数的同时,实现了低功耗,并且可以实现一阶、高阶基准电压的可控制输出。仿真结果显示,在-40～125℃温度范围内,温度系数最低可以达到3.5×10^-6/℃,比一阶基准降低约73%,线性调整率为0.08%,PSRR在1000 Hz可以达到-61 dB,静态电流为4.7μA。高阶基准源电路在实现低温度系数的同时兼顾了较低功耗,在同类型电路中具有明显优势。     

带温度补偿的Ka波段CMOS堆叠功率放大器设计

介绍了一款基于55 nm CMOS工艺,带温度补偿电路的Ka波段堆叠高效功率放大器（power amplifier,PA）.采用了一种新型的针对晶体管堆叠结构的温度补偿电路,该补偿电路由两个二极管和四个电阻组成,结构简单,易于实现.通过调整堆叠放大器各个栅极偏置电路中的电压,使得PA随温度变化的增益和输出功率得到有效补偿,增强了电路的可靠性和热稳定性.基于Agilent ADS软件的版图仿真结果显示:电路的最大输出功率为20.1 dBm,频带内功率附加效率（power additional efficiency,PAE）为20%~30%,大信号功率-1 dB带宽为15 GHz（46%）.在-40℃到125℃的温度范围内,采用新型温补偏置电路与传统偏置电路相比,小信号增益的温度波动从2.2 dB改善到0.1 dB,显著提高了功放的热稳定性,证明了所提出的温度补偿电路对于在宽温度范围内校正功率放大器增益变化的有效性.