style="width:7.12708in;height:3.66736in" /> 本文是学习GB-T 17444-2013 红外焦平面阵列参数测试方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准对红外焦平面阵列特性参数及相关量进行了定义。
本标准给出了红外焦平面阵列特性参数的测试方法及测试条件。
本标准适用于线列和面阵红外焦平面阵列。
下列术语和定义适用于本文件。
2.1
红外焦平面阵列 infrared focal plane arrays;IRFPA
对红外辐照(以下简称辐照)敏感的探测器阵列并带有读出电路的器件，简称红外焦平面。
2.2
像元 pixel
红外探测器阵列的敏感单元。
2.3
帧周期 frame period
面阵红外焦平面一帧信号积分和读出所需要的时间。
2.4
帧频 frame frequence
面阵红外焦平面在1 s 时间内的信号输出帧数。
2.5
行 周 期 line period
红外焦平面一行信号积分和读出所需要的时间。
2.6
行频 line frequence
红外焦平面在1 s 时间内的信号输出行数。
2.7
积分时间 integration time
在帧周期或行周期内，红外焦平面累积辐照产生电荷的有效时间。
2.8
读出速率 pixel rate
红外焦平面像元信号读出的速率。
2.9
电荷容量 charge capacity
红外焦平面能容纳的最大信号电荷数。
2.10
辐照功率 irradiation power
入射到一个像元上的总功率。
GB/T 17444—2013
2.11
辐照能量 irradiation energy
辐照功率与积分时间的乘积。
2.12
饱和辐照功率 saturation irradiation power
在一定帧周期或行周期条件下，红外焦平面输出信号达到饱和时的辐照功率值。
2.13
饱和信号电压 saturation signal voltage
在一定帧周期或行周期条件下，红外焦平面输出信号不再随辐照增加而增长时的响应电压。
2.14
像元响应率 pixel responsivity
在一定帧周期或行周期条件下，红外焦平面各像元对每单位辐照功率产生的输出信号电压。
注：响应率的其他表示见附录 A,除非另有规定，响应率一般指电压响应率。
2.15
平均响应率 average responsivity
红外焦平面各有效像元响应率的平均值。
2.16
响应率不均匀性 responsivity non-uniformity
红外焦平面各有效像元响应率的均方根偏差与平均响应率的百分比。
2.17
像元总数 pixel amount
红外焦平面像元的总行数M 与总列数N 之乘积，记为M ·N。
2.18
无效像元 non-effective pixel
无效像元包括死像元和过热像元。无效像元数占总像元数的百分比，称为盲元率。
2.19
死像元 dead pixel
像元响应率小于平均响应率1/2的像元。
2.20
过热像元 over hot pixel
像元噪声电压大于平均噪声电压2倍的像元。
2.21
有效像元率 operable pixel factor
红外焦平面的像元总数扣除无效像元后，称为有效像元数。有效像元数占总像元数的百分比，称为
有效像元率。
2.22
像元噪声电压 pixel noise voltage
红外焦平面在恒定温度黑体辐照条件下，像元输出信号电压涨落的均方根值。
2.23
平均噪声电压 average noise voltage
红外焦平面各有效像元噪声电压的平均值。
注：噪声的其他表示见附录B。
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2.24
噪声等效功率 noise equivalent irradiation power
信噪比为1时，红外焦平面接受的辐照功率。即红外焦平面平均噪声电压与平均响应率之比值。
2.25
像元噪声等效温差 pixel noise equivalent
temperature difference
噪声电压与目标温差产生的信号电压相等时，该温差称为噪声等效温差。即像元目标温差与像元
信噪比之比值。
注：与噪声等效温差特性的相关量，见附录C。
2.26
平均噪声等效温差 average noise equivalent
temperature difference
红外焦平面各有效像元噪声等效温差的平均值。
2.27
像元探测率 pixel detectivity
当 1 W 辐照，投射到面积为1 cm² 的像元上，在1 Hz
带宽内获得的信噪比。即像元响应率与像元
噪声电压之比，并折算到单位带宽与单位像元面积之积的平方根值。
2.28
像元黑体探测率 pixel blackbody detectivity
在一定温度黑体辐照条件下，测得的红外焦平面各像元探测率。
2.29
平均黑体探测率 average blackbody detectivity
红外焦平面各有效像元黑体探测率的平均值。
2.30
平均峰值探测率 average peak detectivity
红外焦平面各有效像元在光谱响应峰值位置探测率的平均值。
2.31
动态范围 dynamic range
红外焦平面在均匀辐照条件下，饱和辐照功率与噪声等效功率之比值。
2.32
固定图形噪声 fixed pattern noise
红外焦平面在均匀辐照条件下，各有效像元输出电压的均方根偏差。
2.33
相对光谱响应 relative spectral response
红外焦平面在不同波长、相同辐照能的单色光照射下的光谱响应与其最大值之比值。
2.34
光谱响应范围 spectral response range
相对光谱响应按规定值，所对应的入射辐照最短波长与最长波长之间的波长范围。规定值一般推
荐为0.5。
2.35
串 音 cross-talk
由于像元对相邻像元的串扰，相邻像元引起的信号与本像元信号的百分比，为该像元对相邻像元的
串音。
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2.36
调制传递函数 modulation transfer function
在奈奎斯特频率范围内，各正弦空间频率的调制辐照作用下，焦平面输出信号调制度与辐照信号调
制度之比值。
注：调制传递函数测试方法见附录 D。
2.37
非线性度 non-linearity
在动态范围内，响应的实际值偏离对应拟合直线的最大偏差，
一般采用百分比表示。
注：非线性度的其他表示见附录C,非线性度测试方法见附录 E。
表1给出了红外焦平面参数符号、名称和单位。
表 1
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|---|---|---|
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GB/T 17444—2013
4.1 方法3001:响应率和响应率不均匀性
响应率的测试，可归结为两种不同温度黑体辐照条件下的响应电压测试。即黑体温度
T。辐照条 件下的信号电压测试，及黑体温度 T
辐照条件下的信号电压测试，简称响应电压测试。在测得响应电
压后，响应率等特性参数可根据定义计算得到。
测试系统框图如图1所示，包括黑体源、被测器件、电子电路及计算机等部分。
style="width:7.12708in;height:3.66736in" />
图 1 测试系统框图
测试条件如下：
a) 黑体温度稳定，输出不加调制；黑体辐射应保证焦平面各像元均匀辐照。
b) 采用面源黑体测试时，中波、长波红外焦平面器件测试的黑体温度
T。、T推荐分别取293 K、
308 K,短波红外焦平面器件测试的黑体温度 T。、T采用规定温度。
c) 采用点源黑体测试时，黑体温度
T。采用环境温度，中波、长波红外焦平面器件测试的黑体温 度 T 推荐取500
K, 短波红外焦平面器件测试的黑体温度 T 采用规定温度。
测试步骤如下：
a) 按图1连接测试系统，进行系统预置。
b) 调节测试系统，给被测器件加上规定电压，使器件处于正常工作状态。
c) 利用图1所示的测试系统，分别在黑体温度 T。和黑体温度 T 下，连续采集
F 帧数据(推荐取 F≥100) (若被测器件为线列焦平面，则连续采集 F
行数据),得到如图2所示的2组 F 帧两维 数组。在温度 T、T
条件下，分别测得的F 帧两维数组为Vns[(i,j),To,f]和Vus[(i,j),T,f]。
d) 在测得如图2所示的2组 F
帧两维数组后，电压响应率、响应率不均匀性可按定义计算得到。
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style="width:4.55347in;height:2.90694in" />
Vogl(1,).7 。] Vx[(,/),T,/1
图 2 响应电压测试
4.1.5.1 像元响应电压
a) 像元(温度 T) 信号电压：
像元(温度 T。)信号电压按式(1)计算：
式中：
Vos[(i,j),To]
Vps[(i,j),To,f]—
F
 |
|
|
|---|
— 在黑体温度T。条件下，第 i 行第j 列像元输出信号电压，F 次测量的平均
值，单位为伏特(V);
在黑体温度 T。条件下，第i 行第j 列像元输出信号电压第f 次的测量值，
单位为伏特(V)。
——采样总帧数(或行数),不小于100。
b) 像元(温度 T) 信号电压：
像元(温度 T。)信号电压按式(2)计算：
style="width:4.74014in;height:0.7535in" /> ( 2)
式中：
Vos[(i,j),T] ——在黑体温度T 条件下，第 i 行第j 列像元输出信号电压，F
次测量的平均值，
单位为伏特(V);
Vns[(i,j),T,f]— 在黑体温度T 条件下，第 i 行第j 列像元输出信号电压第f
次的测量值，单
位为伏特(V)。
c) 像元响应电压
像元响应电压按式(3)计算：
式中：
style="width:5.63332in;height:0.55234in" />
………………………
(3)
K——系统增益(测试中放大器的放大倍数)。
上述式(1)、式(2)和式(3)的运算，可用图3表示。
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style="width:7.35329in;height:4.95352in" />温度7
/=f
温度7
=r
/2
f=1
f=2
f=1
Vns[(i./),T,/]
式(2)
Vix[(i/),T]
式(3)
—
1
K
Vps[(i,/),T,/]
式(2)
FsIQD),To
三
V;(i,j)
图 3 像元响应电压运算
4.1.5.2 像元电压响应率
像元电压响应率按式(4)计算：
style="width:2.15342in;height:0.57992in" /> ………………………… (4)
式中：
Vs(i,j)— 像元响应电压，由式(3)求得；
P 在黑体温度 T 和 T
。辐照条件下，入射到像元的辐照功率差值。由式(5)求得：
style="width:2.98666in;height:0.6534in" /> (5)
式 中 ：
σ — 斯忒潘常数5.673×10- 12[W/(cm² ·K')];
To 、T—— 黑体温度，单位为开尔文(K);
D —
面源黑体测试时为冷屏圆孔径，点源黑体测试时为黑体输出孔径，单位为厘米(cm);
Ap —— 焦平面像元面积，单位为平方厘米(cm²);
L —
面源黑体测试时为冷屏孔面至焦平面像元之间的垂直距离，点源黑体测试时为黑体输出
孔径到焦平面像元之间的距离，单位为厘米(cm);
n — 当 L/D 大 于 1 时 ，n 取 值 为 1 ; 当L/D 小 于 或 等 于 1 时 ，n
取 值 为 0 。
4.1.5.3 平均响应电压
平均响应电压按式(6)计算：
style="width:4.57337in;height:0.73348in" /> (6)
式 中 ：
M 像元的总行数；
N— 像元总列数；
d ——死 像 元 ；
h — 过热像元。
style="width:7.71342in;height:0.7667in" />
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4.1.5.4 平均响应率
平均响应率按式(7)计算：
4.1.5.5 响应率不均匀性
style="width:4.37324in;height:0.74668in" />
………… ……………
(7)
响应率不均匀性按式(8)计算：
style="width:7.1733in;height:0.7799in" />
………………
(8)
测试框图见图1。
按4. 1.3规定。
按4. 1.4规定。
4.2.4.1 像元噪声电压
根据方法3001测得的温度 T 条件下采集的F 帧两维数组Vos[(i,j),To,f],
维数组Vps[(i,j),T 。] 代入式(9),求得像元噪声电压Vv(i,j):
式(9)的运算，由图4表示。
及由式(1)求得的两
……………… (9)
style="width:5.68681in;height:4.4in" />
图 4 像元噪声电压运算
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4.2.4.2 平均噪声电压
平均噪声电压按式(10)计算：
style="width:4.65329in;height:0.74668in" /> ………………………… (10)
测试框图见图1。
按4. 1.3规定。
按4. 1.4规定。
根据方法3001测得的响应率、方法3002测得的噪声电压进行计算。
4.3.4.1 像元黑体探测率
像元黑体探测率按式(11)计算：
style="width:3.37999in;height:0.66682in" /> ………………………… (11)
4.3.4.2 平均黑体探测率
平均黑体探测率按式(12)计算：
style="width:4.76673in;height:0.7535in" /> (12)
4.3.4.3 平均峰值探测率
平均峰值探测率按式(13)计算：
D;=G×D ………………………… (13)
式中：
G 光谱因子，通过方法3010测到的红外焦平面实际相对响应光谱曲线获得。
测试框图见图1。
测试条件如下：
a) 采用面源黑体测试，中波、长波红外焦平面器件测试的黑体温度 T
、T。推荐分别取308 K、
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293K, 短波红外焦平面器件测试的黑体温度 T 、T。采用规定温度，T。通 过 T-
△T 确定，△T
一般为10 K、15 K、20 K、30 K。
b) 其他测试条件按4. 1.3的规定。
按4. 1.4规定。
4.4.4.1 像元噪声等效温差
根据方法3001测得的像元响应电压、方法3002测得的像元噪声电压，像元噪声等效温差按式(14)
计算：
4.4.4.2 平均噪声等效温差
style="width:4.18003in;height:0.63338in" />
……………… ………
(14)
平均噪声等效温差按式(15)计算：
style="width:5.61334in;height:0.74668in" />
……………………
(15)
测试框图见图1。
按4. 1.3规定。
按4. 1.4规定。
根据有效像元率定义，有效像元率
N。的计算涉及四个参数：死像元d、过热像元h、平均响应率R 和
平均噪声电压Vx
。这四个参数，前两个分别与后两个相互牵制，即要想求出前两个，必须先知道后两
个；反之，要想求出后两个，又必须先知道前两个，因此，只能采取近似算法。作为一级近似，引入响应率
和噪声电压的中间平均值R和V,
按下列步骤求出死像元和过热像元。若需高级近似，推荐一种算法
见附录 F。
a) 死像元
按式(16),所有像元参加运算，求得中间平均响应率：
style="width:3.08672in;height:0.74668in" />
根据死像元定义，符合式(17)的像元为死像元，记为d。
style="width:2.33341in;height:0.5467in" />
(16)
(17)
style="width:6.28672in;height:0.74668in" />
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b) 过热像元
按式(18),扣除死像元d 后，余下的像元参加运算，求得中间平均噪声电压：
style="width:3.91335in;height:0.74668in" /> (18)
根据过热像元定义，符合下列不等式的像元为过热像元，记为 h。
V 、(i,j)-2V 、>0 (19)
c) 有效像元率
由式(17)和式(19)求得的死像元d 和过热像元h,
代入式(20),可求得有效像元率N。。
style="width:3.29991in;height:0.63338in" /> (20)
测试框图见图1。
按4 . 1 . 3规定。
按4 . 1 .4规定。
根据方法3001测得各有效像元信号电压Vps[(i,j),T 。],
按式(21)和式(22)计算固定图形噪声：
式中：
style="width:8.15333in;height:0.75914in" />
…………
(
21)
…………………… ( 22)
测试框图见图1。
按4 . 1 . 3规定。
按4 . 1 .4规定。
根据方法3001测得的平均响应率R, 方法3002测得的平均噪声电压V
、,按式(23)计算噪声等效辐
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照功率：
测试框图见图1。
style="width:1.3334in;height:0.6534in" />
……………
…………
(23)
测试条件如下：
a) 被测器件要具有限定波段的滤光片。
b) 其他测试条件按4. 1.3规定。
测试步骤如下：
a) 按图1连接测试系统，进行系统预置。
b) 调节测试系统，使器件处于正常工作状态。
c)
利用图1所示的测试系统，通过改变黑体温度，来改变黑体投射在红外焦平面像元上的辐照功
率，测出各辐照功率 P 值条件下的平均响应电压Vs,
得到如图5所示的关系曲线。
d)
按最小二乘法，分别在曲线的线性区和饱和区拟合出两条直线，两直线的交点 A
对应的横坐 标 P 、为饱和辐照功率，A 对应的纵坐标V。为饱和信号电压。
style="width:5.05339in;height:2.8666in" />
图 5 平均响应电压与辐照功率关系线
测试框图见图1。
按4. 1.3规定。
按4.8.3规定。
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根据动态范围定义，由方法3008测得饱和辐照功率 Pa 、
与方法3007得到噪声等效功率 NEP, 按
式(24)计算动态范围。
style="width:1.39334in;height:0.58014in" /> ………………………… (24)
也可由方法3008测得的饱和信号电压V ,与方法3002得到的平均噪声电压V
、,按式(25)计算动
态范围。
style="width:1.91333in;height:0.69344in" />
………………
……… ( 25)
4.10.1 测试框图
测试框图如图6所示，整个测试系统框图由辐照源、单色仪、被测器件样品、信号处理电路及计算机
系统组成。
style="width:8.75324in;height:3.11322in" />辐 照 源 单色仪 被测器件 信
号
采集处理
驱动信号
控制模块
图 6 光谱响应测试装置框图
4.10.2 测试条件
测试条件如下：
a) 辐射源
一般采用高温黑体或硅碳棒。
b) 单 色 仪
单色仪的波长鼓，由计算机控制实现波长的逐点扫描。
c) 参考探测器
一般选用热释电器件，它的相对光谱响应 Sn(λ) 是已知的。
d) 信号处理电路
焦平面的信号必须先经过采样保持，而且，信号采样处理电路只对红外焦平面接受到单色仪出射的
单色光的像元中的某一元或某一 区域进行采样。
4.10.3 测试步骤
测试步骤如下：
a) 按图6连接测试系统，进行系统预置。
b) 调节测试系统，使器件处于正常工作状态。
c) 选择相应的光谱测试波长范围，以及被测器件的某一像元或某一
区域测试位置。
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d)
单色仪的波长鼓在计算机控制下，进行波段扫描，数据采集系统测得各波长点下被测焦平面
的输出信号电压V(λ)。
4.10.4 计 算
4.10.4.1 相对光谱响应
根据定义，将测到的输出信号电压V(λ)、参考探测器的输出信号和相对光谱响应，按式(26)求出相
对光谱响应 S,(λ):
式 中 ：
style="width:4.06659in;height:0.63998in" />
……………………
(26)
Sm — — 峰值波长处的相对响应值，即归一化基数；
Vo(λ)、Sor(λ)——参考探测器的输出信号和相对光谱响应。
以波长为横坐标，相对光谱响应
S,(λ)为纵坐标，绘制出相对光谱响应曲线，对应的前、后截至波长
之间为光谱响应范围，除非另有规定，推荐相对光谱响应定为峰值的0.5。
4.10.4.2 光谱因子
根据实际相对光谱响应，按式(27)求出光谱因子G:
style="width:2.57334in;height:1.19988in" />
式 中 ：
S,(λ)—— 按实际测到的探测器相对光谱响应；
P,(λ)—— 方法3001测试中，温度 T 时黑体单色输出功率。
…………………………
(27)
4.11 方法3011:读出速率、帧频
4.11.1 测试框图
测试框图如图7所示，整个测试系统框图由示波器、被测器件样品、偏置电压和工作脉冲控制模块
及计算机组成。
style="width:6.4867in;height:2.2066in" />驱 动 信 号
被测器件
示 波 器
控制模块 计 算 机
图 7 读出速率、帧频测试框图
4.11.2 测试条件
测试条件如下：
a) 工作脉冲频率可调，能输出保证器件正常工作的最大频率。
b) 示波器采样频率不小于100 MHz 或更高。
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4.11.3 测试步骤
测试步骤如下：
a) 按图7连接测试系统，进行系统预置。
b) 调节测试系统，按规定条件使器件处于正常工作状态。
c) 通过示波器测量红外焦平面一帧信号的时间，即帧周期
Tirame;对于线列红外焦平面测量一行 信号的时间，即行周期 Tine。
d) 通过示波器测量任意一像元的读出时间。
4.11.4 计算
4.11.4.1 帧频、行频
按照定义，从帧周期的倒数得到面阵焦平面的帧频；从行周期的倒数得到线列焦平面的行频。
4.11.4.2 读出速率
测得像元读出时间取倒数，即为红外焦平面的读出速率。
4.12.1 测试框图
如图8所示，串音测试系统框图由小光点光学系统，被测器件、微动台及电子电路等部分组成。
style="width:6.80694in;height:6.06042in" />
图 8 串音测试系统框图
4.12.2 测试条件
测试条件如下：
a)
红外小光点只照到一个像元。当红外小光点尺寸大于像元尺寸时，可采用光点扫描等其他测
试方法。
b) 微动台定位误差，需小于焦平面像元尺寸的十分之一。
style="width:4.47991in;height:0.63998in" />
style="width:4.46669in;height:0.65318in" />
GB/T 17444—2013
4.12.3 测试步骤
测试步骤如下：
a) 按图8连接测试系统，进行系统预置。
b)
调节测试系统，给被测器件加上规定电压，按规定条件使器件处于正常工作状态。
c) 如图9所示，将红外小光点入射在第 i 行第j
列被测像元中心，测定该像元的信号Vu(i,j);
同时，测量该像元相邻上下左右四个像元的信号VxB(i±1,j) 与 Vwa(i,j±1)。
4.12.4 计算
该像元对相邻像元的平均串音按式(30)求出：
style="width:10.62661in;height:0.5401in" />
style="width:6.60674in;height:4.1734in" />
图 9 串音测试示意图
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(规范性附录)
响应率的其他表示
A.1 像元能量响应率(pixel energy responsivity)
在动态范围内，像元每单位辐照能所产生的输出信号电压，符号为 Rz(i,j),
单位为伏特每焦耳
(V/J) 。 由 式(A. 1) 表示：
style="width:3.60655in;height:0.57332in" /> … … … … … … … … … …(A. 1)
式中：
Vs(i,j)—- 第 i 行第j 列像元对应于辐照能量E 的响应电压，单位为伏特(V);
E — 第 i 行第j 列像元所受的辐照能，单位为焦耳(J);
P 第i 行第j 列像元所受的辐照功率，单位为瓦特(W);
t —— 积分时间，单位为秒(s)。
A.2 像元电流响应率(pixel current responsivity)
红外焦平面在一定帧周期或行周期条件下，在动态范围内，像元每单位辐照功率所产生的信号电
流，符号为Ra(i,j), 单位为安培每瓦(A/W) 。 由 式(A.2) 表示：
style="width:2.2066in;height:0.57332in" /> … … … … … … … … … …(A.2)
式中：
is(i,j)-- 第 i 行第j 列像元对应于辐照功率P 的响应电流，单位为安培(A)。
A.3 像元电荷响应率(pixel charge responsivity)
红外焦平面在一定帧周期或行周期条件下，在动态范围内，像元每单位辐照功率所产生的信号电
荷，符号为Ra(i,j), 单位为库仑每瓦(C/W) 。 由式(A.3) 表示：
style="width:2.33325in;height:0.56672in" /> ……………… ……… (A.3)
式中：
Qs(i,j)—— 第 i 行第j 列像元对应于辐照功率P 的响应电荷，单位为库仑(C)。
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(规范性附录)
空间噪声
B.1 空间噪声
由于焦平面像元响应的不均匀分布，在信号顺序读出时，转换为随时间的涨落，表现为噪声，这种噪
声称为空间噪声。引入空间噪声后，由2.22和2.23定义的噪声均为时间噪声。焦平面的总噪声由时
间噪声和空间噪声两部分构成。
B.2 空间噪声电压(spatial noise voltage)
响应率不均匀性 UR与平均黑体响应电压 Vs 的乘积，符号为 Vs,
单位为伏特(V) 。 由 式(B. 1)
表示：
Vsp=UR×Vs … … … … … … … … … …(B. 1)
B.3 焦平面总噪声电压(focal plane total noise voltage)
平均噪声电压V、与空间噪声电压Vsp的均方根和，符号为Vror, 单位为伏特(V)
。 由 式(B.2) 表示：
Vror=√V+Vs … … … … … … … … … … …(B.2)
B.4 两维探测率(two-dimensional detectivity)
计入空间噪声的探测率为两维探测率。
平均响应率R 与总噪声电压Vror
之比，并折算到单位带宽与单位像元面积之积的平方根值，符号
D**, 单位为厘米赫兹/每瓦(cm ·Hz¹²/W) 。 由 式(B.3) 表示：
style="width:2.52662in;height:0.6534in" /> …… ………………… (B.3)
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(资料性附录)
备用特性参数及相关量
C. 1 视场角(field of view)
以焦平面像元区的中心位置为中心，像元面法线方向为轴，受圆筒形冷屏限制，所张的立体角，符号
为FOV 。
对于线列器件，冷屏为椭圆形、矩型等截面时，需分别标出长轴与短轴的视场角，计算等效立
体角。
C.2 占空因子(fill factor)
像元光敏面积Ap 除以相邻像元的横向中心距 Dx 与纵向中心距Dy
之乘积，符号为 FF 。 由 式
(C. 1) 表示：
style="width:1.75332in;height:0.60676in" /> … … …………… (C.1)
C.3 量子效率(quantum efficiency)
在动态范围内，像元积累的信号电荷数与入射光子数的百分比，符号为γ,单位为%。
C.4 像元非线性度 (pixel non-linearity)
在动态范围内，像元响应率R(i,j) 变化的百分数，符号为 NL(i,j),
单位为%。由式(C.2) 表示：
style="width:3.48006in;height:0.59994in" /> ……… ……………… (C.2)
式中：
△R(i,j)— 第 i 行第j
列像元在动态范围内响应率的最大变化量，单位为伏特每瓦(V/W);
R(i,j)— 第 i 行第j 列像元的响应率值，单位为伏特每瓦(V/W)。
C.5 平均非线性度(average non-linearity)
各有效像元非线性度的平均值，符号为 NL, 单位为%,由式(C.3) 表示：
style="width:4.76657in;height:0.73986in" /> … … … … … … … … … …(C.3)
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(资料性附录)
调制传递函数测试方法
D. 1 测试系统
如图D. 1
所示，条状孔板作为目标，经标准光学系统聚焦，其像成在红外焦平面的像元上。红外焦
平面输出信号由图1测试系统处理。
style="width:8.87361in;height:3.48681in" />
图 D. 1 调制传递函数测试系统系统框图
D.2 测试条件
测试条件如下：
a) 条状孔板及面源黑体应分别进行温控。
b)
聚集在焦平面上的条状孔和条状板的像的宽度，分别为焦平面一个像元的宽度。
D.3 测试方法
条状孔板的像聚焦在焦平面上时，得到的焦平面某一行(列)相邻三像元的输出信号，如图
D.2 所
示。调制传递函数按式(D. 1) 计算：
式中：
style="width:2.04659in;height:0.63338in" />
style="width:1.62667in;height:0.57354in" />
… … … … … … … … … …(D. 1)
…………… ………… (D.2)
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style="width:7.2334in;height:2.61338in" />
说明：
Vs— 对应条状"孔"的像元信号的平均值，即对应面源黑体的平均信号；
VG—— 对应条状"板"的像元信号值；
V。 — 所有像元处于条状"板"状态时各像元信号的平均值。
图 D.2 红外焦平面某 一 行(列)相邻像元输出信号
D.4 说 明
上述调制传递函数测试方法为 一
种近似的参考测试，反映在尼奎斯特频率卜器件的MTF 值 。
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(资料性附录)
非线性度测试方法
E.1 测试框图
测试框图见图1。
E.2 测试条件
a) 黑体温度稳定，输出不加调制。
b) 黑体辐射应保证焦平面各像元均匀辐照。
c)
采用面源黑体测试时，黑体温度推荐从5℃到60℃变化(中波、长波红外焦平面器件),黑体温
度选择采用规定温度(短波红外焦平面器件),间隔不同温度测量点不少于16点。
d)
采用点源黑体测试时，黑体温度选择从环境温度到规定温度变化，间隔不同温度测量点不少
于 1 6 点 。
注：测试黑体温度变化不能满足非线性度要求时，可根据输出响应信号线性区间的要求调整黑体温度范围和积分
时 间 。
E.3 测试方法
a) 按图1连接测试系统，进行系统预置。
b) 调节测试系统，使器件处于正常工作状态。
c)
利用图1所示的测试系统，通过改变黑体温度，测出不同黑体温度条件下的平均响应响应率，
得到平均响应率与不同辐照功率 P 之间相应关系，各点的(R,,P,)
坐标线形关系，按最小二乘 法，拟合出一条直线。
E.4 计 算
a) 计算动态范围内各测量温度点的平均响应率 R
与对应拟合直线上得到响应率R '的差值
△R, 即
△R,=R,-R', … … … … … … … … … …(E. 1)
b)
计算动态范围内各测量点的偏差百分比，取各偏差百分比中最大值为非线性度，即
style="width:2.92656in;height:0.6666in" />… …(E.2)
E.5 说 明
上述非线性度测试方法为一种近似的参考测试。
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(规范性附录)
一种推荐算法
图 F.1
为一种推荐计算死像元、过热像元及平均响应率R、平均噪声电压V、的计算方法。
style="width:7.56736in;height:11.35347in" />
图F.1 一种推荐算法
style="width:4.16005in;height:1.85988in" />
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国 家 标 准
红外焦平面阵列参数测试方法
GB/T 17444—2013
关
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2014年1月第一版
兴
书号：155066 ·1-47973
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