Opracowanie i wykonanie układu odczytu z matrycowego detektora podczerwieni

Niniejsza praca magisterska stanowi część projektu realizowanego w Zakładzie Układów Elektronicznych
i Termografii Politechniki Łódzkiej, którego celem jest zbudowanie przenośnej kamery termowizyjnej, opartej na niechłodzonym detektorze mikrobolometrycznym, przeznaczonej do badań nieniszczących.
Kamerę termowizyjną można podzielić na trzy podstawowe bloki funkcyjne: detektor, układ odczytu,
interfejs Fire-Wire.
Realizowane przeze mnie zadanie obejmowało opracowanie i wykonanie układu odczytu stanowiącego swego rodzaju pomost pomiędzy detektorem podczerwieni a interfejsem komputerowym.
Część teoretyczna pracy magisterskiej stanowi zbiór informacji niezbędnych do realizacji projektu. W kolejnych rozdziałach zamieszczono opisy: podstaw fizycznych termografii, budowy i technologii wytwarzania współczesnych niechłodzonych mikrobolometrycznych detektorów podczerwieni, procesu ewolucji oraz architektury i zasady działania najnowszych układów programowalnych ze szczególnym naciskiem na układy CoolRunner CPLD XPLA3, interfejsu JTAG pozwalającego na ich programowanie i testowanie w systemie oraz języka opisu sprzętu - VHDL’a. W przedostatnim rozdziale omówiono wykonany układ odczytu
oraz sporządzony opis struktury układu programowalnego.
Układ odczytu, stanowiący część praktyczną pracy, przetwarza analogowy sygnał wideo z detektora na reprezentującą go postać cyfrową. Następnie dane w postaci cyfrowej są obrabiane i przesyłane do interfejsu Fire-Wire. Poszczególne procesy przetwarzania sygnału odbywają się w czasie rzeczywistym i są ze sobą
w pełni zsynchronizowane. Dodatkowym zadaniem układu odczytu jest kompleksowe sterowanie pracą detektora.
Układ odczytu został zaprojektowany z uwzględnieniem najnowszych standardów dotyczących sposobu realizacji zaawansowanych układów analogowo-cyfrowych. Elementy wykorzystane do jego budowy należą do najnowszych konstrukcji współczesnej elektroniki. Zastosowano między innymi: zaawansowany 14-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy, wkład programowalny CPLD trzeciej generacji oraz zintegrowany system akwizycji i przetwarzania danych z zaimplementowanym mikrokontrolerem 8051.
Ze względu na rozmiar zadania oraz ograniczenia czasowe, część prac uruchomieniowych nie została jeszcze dokończona. Będą one jednak kontynuowane nadal aż do momentu uruchomienia przewidzianej w założeniu,
w pełni funkcjonalnej, kamery termowizyjnej.