TDICMOS的调制传递函数测试方法

tdicmos的调制传递函数测试方法
技术领域
1.本发明涉及tdicmos测试技术领域，具体涉及一种基于高可靠性应用的多光谱tdicmos的调制传递函数测试方法。


背景技术：

2.tdicmos探测器虽然是面阵结构，但通常是作为线阵探测器应用的，不方便直接判断探测器是否与目标的相对姿态位置正确，测试得到的调制传递函数值已经达到最大值，测试目标是否已经投射到指定的谱段，因此采用tdicmos探测器的面阵工作模式可简易进行相对姿态的判断。对于多谱段的探测器应用，全色和多光谱谱段的图像数据是在同一个通道内同时传输的，有的模式下可能需要连续几个全色行周期才能传输完毕一行所有谱段的多光谱图像数据。若在面阵模式的曝光阶段还不停的输出图像数据，则在快视上接收到的滚动图像数据大量是无效的，仅部分有效，难以识别判读有用的图像数据。


技术实现要素：

3.本发明为解决现有tdicmos探测器的调制传递函数测试中，难以识别判读有用的图像数据的问题，提供一种tdicmos的调制传递函数测试方法。
4.tdicmos探测器的调制传递函数测试系统，主要包含相机控制器、成像控制器、tdicmos探测器、2711芯片、2711连接器、探测器驱动芯片、六维调整架、镜头、动态目标发生器。相机控制器通过422通信控制信号与成像控制器通信，进行工作模式和工作状态的控制。成像控制器输出的信号，经探测器驱动芯片后输出的驱动控制信号后提供给tdicmos探测器；并接收tdicmos探测器输出的串行图像数据。动态目标发送器产生目标经镜头后成像在tdicmos探测器上；tdicmos探测器放置在六维调整架上，可进行姿态和距离的调整。
5.本发明的有益效果：
6.1、本发明所述方法中，tdicmos探测器的栅转移控制信号在电荷转移阶段正常输出，而在曝光阶段禁止输出；这样能保证探测器能继续工作，而且有效的曝光时间可以延长；
7.2、本发明所述的方法中，数据有效信号在有栅转移控制信号时输出周期性的高低电平信号，否则为恒定的电平；这样可保证快视上仅显示有用的图像，便于识别和判读；
8.3、本发明所述的方法中，全色和多光谱的电荷转移级数设置为可用的最大级数，循环帧周期长度为整数倍关系。这样保证全色和多光谱图像同步传输，接收到的各帧图像中全色和多光谱图像都是相对稳定的。
附图说明
9.图1为本发明所述的tdicmos探测器的调制传递函数测试系统的原理框图。
具体实施方式
10.如图1所示，tdicmos探测器的调制传递函数测试系统，包括相机控制器、成像控制器、tdicmos探测器、2711芯片、2711连接器、探测器驱动芯片、六维调整架、镜头以及动态目标发生器；
11.所述相机控制器通过422通信控制信号与成像控制器通信，进行工作模式和工作状态的控制。成像控制器输出的信号，经探测器驱动芯片后输出的驱动控制信号后提供给tdicmos探测器；并接收tdicmos探测器输出的串行图像数据。动态目标发送器产生目标经镜头后成像在tdicmos探测器上；tdicmos探测器放置在六维调整架上，可进行姿态和距离的调整。
12.具体测试方法如下：
13.步骤一、相机控制器通过422通信控制信号对成像控制器进行控制，使其工作在面阵工作模式；动态目标发生器处于静止状态，进行tdicmos探测器姿态和位置的调整并进行静态调制传递函数的测量，最终调整到传递函数值达到最大值的位置。tdicmos探测器的面阵工作模式的具体状态：
14.1、tdicmos探测器多光谱行周期长度t
line_mul_period
为全色行周期长度t
line_qs_period
的整数倍。在工作模式1下(多光谱行周期长度为全色行周期长度的m倍)，全色谱段面阵模式下的行数为多光谱面阵模式下行数的m倍；在工作模式2下(多光谱行周期长度为全色行周期长度的n倍)，全色谱段面阵模式下的行数为多光谱面阵模式下行数的n倍。
[0015][0016]
tdicmos探测器的帧周期(包括全色和多光谱的帧周期)t
frame_period
由电荷转移阶段t
charge_transfer
和曝光阶段t
exposure
组成，为多光谱行周期长度t
line_mul_period
的整数倍；电荷转移阶段和曝光阶段的长度为多光谱行周期长度的整数倍；即曝光时间长度调整的步长为多光谱行周期长度t
line_mul_period
。
[0017][0018]
2、不同曝光时间长度应用下全色和多光谱的帧周期长度是整数倍关系，多光谱的帧周期长度t
mul_frame_period
可以是全色的整数倍，t
qs_frame_period
＝αt
mul_frame_period
；全色的帧周期长度t
qs_frame_period
也可以是多光谱的整数倍，t
mul_frame_period
＝βt
qs_frame_period
。α和β分别指的是全色帧周期相对多光谱帧周期的倍数、多光谱帧周期相对全色帧周期的倍数。
[0019]
3、全色和多光谱图像数据共用同一个2711传输通道，分别占用不同的bit位；
[0020]
4、数据有效信号在曝光阶段输出恒定的低电平，而在电荷转移阶段会输出高低电平变化的周期信号。数据有效信号的控制方式：数据有效信号由数据有效计数器产生，计数
器的计数值当不大于p时就会递增，而当等于p后就会维持计数值p不变，直到接收到有效数据前的同步信号sync的备份信号sync_bei的高电平才会清零；sync_bei由面阵模式的循环周期计数器控制，当计数器的计数值为q时才会为高电平，其余位置均为低电平；面阵模式的循环周期计数器在电荷转移阶段计数值从0到“当前行周期长度-1”之间循环变化，而当处于曝光阶段时，计数值恒定为“当前行周期长度-1”。
[0021]
5、栅转移控制信号由面阵模式的循环周期计数器控制，电荷转移阶段输出tdicmos探测器的正常的线阵工作模式时序，感光区域的电荷转移和挡光区的电荷转移为高低电平变化的周期信号；曝光阶段栅转移控制信号输出恒定的电平,该电平与在行周期循环计数末尾位置的电平值相同(面阵模式的循环周期计数器对应计数值为“当前行周期长度-1”)。
[0022]
步骤二、相机控制器通过422通信控制信号对成像控制器进行控制，使其工作在线阵工作模式；动态目标发生器根据tdicmos探测器的行周期设置旋转速度，然后基于刃边法进行动态传递函数的测量。
[0023]
本实施方式中，所述探测器驱动芯片使用58所的164245芯片；tdicmos探测器使用长光辰芯公司的定制产品；相机控制器主要采用dsp芯片；成像控制器主要采用上海复旦微电子公司的fpga和刷新芯片；六维调整架和镜头采用货架产品；2711芯片采用tlk2711芯片；2711连接器采用四川华丰的微同轴连接器；所述动态目标发生器采用基于摆镜角度旋转的半月靶标目标发生器。

技术特征：
1.tdicmos的调制传递函数测试方法，其特征是：该方法由以下步骤实现：步骤一、相机控制器通过422通信控制信号对成像控制器进行控制，使其工作在面阵工作模式；动态目标发生器处于静止状态，对tdicmos探测器进行姿态和位置调整并进行静态调制传递函数的测量，最终调整到传递函数值达到最大值的位置；步骤二、相机控制器通过422通信控制信号对成像控制器进行控制，使其工作在线阵工作模式；动态目标发生器根据tdicmos探测器的行周期设置旋转速度，然后基于刃边法进行动态传递函数的测量。2.根据权利要求1所述的tdicmos的调制传递函数测试方法，其特征在于：步骤一中，所述tdicmos探测器工作在面阵工作模式下的状态为：tdicmos探测器多光谱行周期长度t
line_mul_period
为全色行周期长度t
line_qs_period
的整数倍；在工作模式1下，即：多光谱行周期长度为全色行周期长度的m倍时，面阵模式下，全色谱段的行数为多光谱行数的m倍；在工作模式2下，即：多光谱行周期长度为全色行周期长度的n倍时，全色谱段下的行数为多光谱行数的n倍；tdicmos探测器的帧周期t
frame_period
为多光谱行周期长度t
line_mul_period
的整数倍；t
frame_period
由电荷转移阶段t
charge_transfer
和曝光阶段t
exposure
组成，电荷转移阶段和曝光阶段的长度为多光谱行周期长度的整数倍；即曝光时间长度调整的步长为多光谱行周期长度t
line_mul_period
；分别用下式表示为：式中，r和q分别为电荷转移阶段和曝光阶段相对多光谱行周期长度的倍数。3.根据权利要求2所述的tdicmos的调制传递函数测试方法，其特征在于：在不同曝光时间长度下，全色谱段的帧周期长度和多光谱的帧周期长度是整数倍关系，即：多光谱的帧周期长度t
mul_frame_period
是全色谱段的帧周期长度的整数倍或全色谱段的帧周期长度t
qs_frame_period
多光谱的帧周期长度的整数倍。4.根据权利要求2所述的tdicmos的调制传递函数测试方法，其特征在于：全色谱段图像数据和多光谱图像数据共用同一个2711传输通道，分别占用不同的bit位。5.根据权利要求2所述的tdicmos的调制传递函数测试方法，其特征在于：数据有效信号在曝光阶段输出恒定的低电平，在电荷转移阶段输出高低电平变化的周期信号。6.根据权利要求5所述的tdicmos的调制传递函数测试方法，其特征在于：数据有效信号的控制方式为：所述成像控制器内部设置有数据有效计数器和面阵模式循环周期计数器；数据有效信号由数据有效计数器产生，所述数据有效计数器的计数值小于等于p时递增，等于p时后则维持计数值p不变，直到接收到有效数据前的同步信号sync的备份信号sync_bei的高电平时才会清零；所述备份信号sync_bei由面阵模式循环周期计数器控制，当数据有效计数器
的计数值为q时则为高电平，其余位置均为低电平；面阵模式循环周期计数器在电荷转移阶段计数值从0到当前行周期长度-1之间循环变化，当处于曝光阶段时，计数值恒定为当前行周期长度-1。7.根据权利要求6所述的tdicmos的调制传递函数测试方法，其特征在于：栅转移控制信号由面阵模式的循环周期计数器控制，电荷转移阶段输出tdicmos探测器的正常的线阵工作模式时序，感光区域的电荷转移和挡光区的电荷转移为高低电平变化的周期信号；曝光阶段栅转移控制信号输出恒定的电平,该电平与在行周期循环计数末尾位置的电平值相同。8.根据权利要求1-7任意一项所述的tdicmos的调制传递函数测试方法，其特征在于：该测试方法通过测试系统实现，所述测试系统包括相机控制器、成像控制器、tdicmos探测器、2711芯片、2711连接器、探测器驱动芯片、镜头以及动态目标发生器；所述相机控制器通过422通信控制信号与成像控制器通信，进行工作模式和工作状态的控制；所述成像控制器输出的信号，经探测器驱动芯片后输出的驱动控制信号传送至tdicmos探测器；并接收tdicmos探测器输出的串行图像数据；所述动态目标发送器产生目标经镜头成像在tdicmos探测器上。9.根据权利要求8所述的tdicmos的调制传递函数测试方法，其特征在于：还包括六维调整架，所述tdicmos探测器放置在六维调整架上，用于进行姿态和距离的调整。

技术总结
TDICMOS的调制传递函数测试方法，涉及TDICMOS测试技术领域，解决现有TDICMOS探测器的调制传递函数测试中，难以识别判读有用的图像数据的问题，本发明先采用面阵工作模式进行探测器与目标相对姿态位置的调整，然后再切换到线阵工作模式。TDICMOS探测器的栅转移控制信号在电荷转移阶段正常输出，而在曝光阶段禁止输出；数据有效信号在有栅转移控制信号时输出周期性的高低电平信号，否则为恒定的电平。全色和多光谱的电荷转移级数设置为可用的最大级数，循环帧周期长度为整数倍关系。保证全色和多光谱图像同步传输，接收到的各帧图像中全色和多光谱图像都是相对稳定的。全色和多光谱图像都是相对稳定的。全色和多光谱图像都是相对稳定的。


技术研发人员：余达 吕恒毅 张宇 赵宇宸 张择书 毕国玲 聂婷
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/7/21