Ֆոտոդետեկտորի համակարգային սխալների վերլուծություն

Ֆոտոդետեկտորի համակարգային սխալների վերլուծություն

I. Համակարգային սխալների վրա ազդող գործոնների ներածությունԼուսադետեկտոր

Համակարգային սխալի հետ կապված հատուկ նկատառումները ներառում են՝ 1. Բաղադրիչների ընտրություն.ֆոտոդիոդներ, օպերացիոն ուժեղացուցիչներ, դիմադրություններ, կոնդենսատորներ, ADC-ներ, սնուցման բլոկներ և հենակետային լարման աղբյուրներ։ 2. Աշխատանքային միջավայր. Ջերմաստիճանի և խոնավության ազդեցությունը և այլն։ 3. Համակարգի հուսալիություն. Համակարգի կայունություն, էլեկտրամագնիսական համատեղելիության կատարողականություն։

Ii. Ֆոտոդետեկտորների համակարգային սխալների վերլուծություն

1. Ֆոտոդիոդ. Միֆոտոէլեկտրական հայտնաբերումհամակարգ, ֆոտոդիոդների ազդեցությունը սխալների վրաֆոտոէլեկտրական համակարգհիմնականում դրսևորվում է հետևյալ ասպեկտներով.

(1) Զգայունություն (S)/լուծաչափ. Ելքային ազդանշանի (լարման/հոսանքի) աճի △y և մուտքային աճի △x հարաբերակցությունը, որը առաջացնում է ելքային աճի △y: Այսինքն՝ s=△y/△x: Զգայունությունը/լուծաչափը սենսոր ընտրելու հիմնական պայմանն է: Այս պարամետրը հատկապես դրսևորվում է ֆոտոդիոդների՝ որպես մութ հոսանքի, և ֆոտոդետեկտորների՝ որպես աղմուկի համարժեք հզորության (NEP) հատուկ դրսևորման մեջ: Հետևաբար, համակարգային սխալի ամենահիմնարար վերլուծությունը պահանջում է, որ զգայունությունը (S)/լուծաչափը պետք է ավելի բարձր լինի, քան իրական սխալի պահանջը՝ ամբողջ ֆոտոէլեկտրական համակարգի սխալի պահանջները բավարարելու համար, քանի որ պետք է հաշվի առնել նաև ստորև նշված գործոնների պատճառով առաջացած սխալի ազդեցությունը:

(2) Գծայինություն (δL): Լուսադետեկտորի ելքային և մուտքային ազդանշանների միջև քանակական կապի գծայինության աստիճանը։ yfs-ը լրիվ մասշտաբի ելքն է, իսկ △Lm-ը՝ գծայինության առավելագույն շեղումը։ Սա հատկապես դրսևորվում է լուսադետեկտորի գծայինության և գծային հագեցվածության լույսի հզորության մեջ։

(3) Կայունություն/Կրկնելիություն. Լուսադետեկտորը նույն պատահական մուտքային ազդանշանի համար ունի ելքային անհամապատասխանություն, որը պատահական սխալ է: Հաշվի է առնվում առաջ և հետ շարժումների առավելագույն շեղումը:

(4) Հիստերեզիս. Ֆենոմեն, երբ լուսադետեկտորի մուտքային-ելքային բնութագրական կորերը չեն համընկնում դրա առաջ և հետ շարժման ընթացքում։

(5) Ջերմաստիճանի շեղում. Ջերմաստիճանի յուրաքանչյուր 1℃ փոփոխության ազդեցությունը լուսադետեկտորի ելքային փոփոխության վրա: Ջերմաստիճանի շեղման պատճառով ջերմաստիճանի շեղման շեղումը △Tm հաշվարկվում է աշխատանքային միջավայրի ջերմաստիճանի տիրույթի △T ջերմաստիճանի շեղման հաշվարկի միջոցով:

(6) Ժամանակի շեղում. Ֆենոմեն, երբ լուսադետեկտորի ելքային տեղեկատվությունը փոխվում է ժամանակի ընթացքում, երբ մուտքային փոփոխականը մնում է անփոփոխ (պատճառները հիմնականում պայմանավորված են իր սեփական կազմի կառուցվածքի փոփոխություններով): Լուսադետեկտորի համապարփակ շեղման ազդեցությունը համակարգի վրա հաշվարկվում է վեկտորային գումարի միջոցով:

2. Օպերացիոն ուժեղացուցիչներ. Համակարգի սխալի վրա ազդող հիմնական պարամետրերը Օպերացիոն ուժեղացուցիչներ՝ Օֆսեթային լարում Vos, Vos ջերմաստիճանի շեղում, մուտքային օֆսեթային հոսանք Ios, Ios ջերմաստիճանի շեղում, մուտքային շեղման հոսանք Ib, մուտքային իմպեդանս, մուտքային տարողունակություն, աղմուկ (մուտքային լարման աղմուկ, մուտքային հոսանքի աղմուկ)՝ նախագծային ուժեղացման ջերմային աղմուկ, էլեկտրամատակարարման մերժման հարաբերակցություն (PSRR), ընդհանուր ռեժիմի մերժման հարաբերակցություն (CMR), բաց ցիկլի ուժեղացում (AoL), ուժեղացման-թողունակության արտադրյալ (GBW), փոփոխման արագություն (SR), հաստատման ժամանակ, ընդհանուր հարմոնիկ աղավաղում:

Չնայած օպերացիոն ուժեղացուցիչների պարամետրերը համակարգի նույնքան կարևոր բաղադրիչ են, որքան ֆոտոդիոդների ընտրությունը, տարածքի սահմանափակումների պատճառով, պարամետրերի կոնկրետ սահմանումներն ու նկարագրությունները այստեղ չեն մանրամասնվի: Ֆոտոդետեկտորների իրական նախագծման մեջ պետք է գնահատվի այս պարամետրերի ազդեցությունը համակարգային սխալների վրա: Չնայած ոչ բոլոր պարամետրերը կարող են էական ազդեցություն ունենալ ձեր նախագծի պահանջների վրա, կախված իրական կիրառման սցենարներից և տարբեր պահանջներից, վերը նշված պարամետրերը տարբեր ազդեցություն կունենան համակարգային սխալների վրա:

Գործառնական ուժեղացուցիչների համար կան բազմաթիվ պարամետրեր: Տարբեր տեսակի ազդանշանների համար համակարգված սխալներ առաջացնող հիմնական պարամետրերը կարող են կենտրոնանալ հաստատուն հոսանքի և փոփոխական հոսանքի ազդանշանների վրա՝ հաստատուն հոսանքի փոփոխական ազդանշաններ՝ մուտքային շեղման լարում Vos, Vos ջերմաստիճանի շեղում, մուտքային շեղման հոսանք Ios, մուտքային շեղման հոսանք Ib, մուտքային իմպեդանս, աղմուկ (մուտքային լարման աղմուկ, մուտքային հոսանքի աղմուկ, նախագծային ուժեղացման ջերմային աղմուկ), էլեկտրամատակարարման մերժման հարաբերակցություն (PSRR), ընդհանուր ռեժիմի մերժման հարաբերակցություն (CMRR): AC տատանման ազդանշան. Վերոնշյալ պարամետրերից բացի, պետք է հաշվի առնել նաև հետևյալը՝ մուտքային տարողունակություն, բաց օղակի ուժեղացում (AoL), ուժեղացման-թողունակության արտադրյալ (GBW), փոփոխման արագություն (SR), հաստատման ժամանակ և ընդհանուր հարմոնիկ աղավաղում: