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红外热成像技术可看成是一种波长转换技术[2]，即把红外辐射变成人眼可见，运用目标的温差产生的辐射差异来区分目标与背景。通常利用3～5μm和8～14μm两个波段。由于目标与背景间的温差，辐射的红外光功率不同，红外图像上的表现就是灰度分布不同。如果能利用探测到的这些辐射，就能将这些辐射转换成可识别的电信号，形成的图像与目标辐射分布相对应。这种图像展现了目标各部分的辐射起伏，因此可以观察出目标的特点。
光学系统可以收集来自目标的红外辐射，这些辐射经过光谱滤波后，就能汇聚到探测器的光敏面上并成像。在扫描目标时，探测器逐点收集来自目标的辐射并变换成电信号。这些电信号再经过视频处理后，就能在显示器上显示出目标的图像。
20世纪80年代初,在美国军方的支持下,Honeywell公司经过十多年的秘密研究,研制出了第一台非制冷型的红外探测器,该探测器使用320x240的焦平面阵列代替了线阵像元,使用集成读出电路技术,摆脱了传统的光机扫描和庞大的制冷设备,实现了红外探测器核心技术的新突破[3]。
1.2 红外成像技术的发展
第一代热成像系统主要是由红外探测器、光机扫描器、信号处理系统和视频显示器构成[4]。高性能多元的CMT探测器高速发展，器件元数已高达60元、120元、180元[4]。80年代初，由光导型CMT元件组成的Sprite探测器在英国问世，它在正偏压下工作[5]。Sprite探测器不仅可以检测信号，还能在探测器的内部实现信号的积分和延迟，从而减少器件的负载和引线数。杜瓦瓶结构简单，工艺难度下降，大大提高了可靠性[6]。二代热成像系统的性能优于第一代热像仪水平，即更高的响应率和分辨率以及更大的视场；同时还要小尺寸、低重量、低能耗、更好的可靠性和更高的自动化程度，且更大的应用范围，以适应未来战争中的夜间跟踪和导弹寻址。二代红外热成像系统采取了位于焦平面上的具有信号处理功能的n×m元面阵型探测器，即红外焦平面探测器阵列。利用了集成电路的方法，在同一块芯片上安装探测器，通过少量引线就能把各个芯片上数以万计的探测器信号读取到信号处理器中。这样的焦平面的特点是：除了能在焦平面上封装的探测器密度高以外；还能在焦平面上进行信号处理。
经过30多年的发展,非制冷红外探测器经历了单元器件、一维和二维阵列,现在发展成为了第三代便携式的非制冷凝视型红外探测器,发展为自动化和智能化以及多波段和多种传感器图像融合的技术,相应的探测器组件随之发展。
国内在探测器组件方面的研究较晚,但近年来发展迅速,中国科学院上海技术物理研究所和中国科学院上海微系统与信息技术研究所在热电堆型红外红外焦平面阵列和电容型红外焦平面阵列的研究上取得一系列进展[6],成功制备出温度分辨率为0.1K的电容型红外焦平面阵列,与标准的CMOS工艺兼容,一些研究所针对进口的非制冷红外较平面阵列做了探测器组件的验证和实验,并设计了相应的TEC温度控制电路,近年来,微测福射热计型红外焦平面阵列的研究获得了新的突破,极大的带动了红外探测器组件的研究[4]。但总体而言,国内在非制冷红外探测器的研究方面相对滞后,还需要完善相关的测试标准技术标准等,随着我国对该领域的重视，以及加大研发力度,第三代非制冷红外焦平面技术也逐渐成熟。
1.3 本文的主要内容及安排
本文主要为设计探测器的驱动电路，包括电压驱动、时序驱动和AD转换。具体的章节安排如下。
第一章：绪论。简述了红外成像技术的理论及发展，最后介绍本文接下来的章节安排。