Аналіз сістэмных памылак фотапрыёмніка

Аналіз сістэмных памылак фотапрыёмніка

I. Уводзіны ў фактары, якія ўплываюць на сістэмныя памылкі ўФотадэтэктар

Канкрэтныя меркаванні адносна сістэматычнай памылкі ўключаюць: 1. Выбар кампанента:фотадыёды, аперацыйныя ўзмацняльнікі, рэзістары, кандэнсатары, АЦП, мікрасхемы блокаў харчавання і крыніцы апорнай напругі. 2. Працоўнае асяроддзе: уплыў тэмпературы і вільготнасці і г.д. 3. Надзейнасць сістэмы: стабільнасць сістэмы, паказчыкі электрамагнітнай сумяшчальнасці.

II. Аналіз сістэмных памылак фотадэтэктараў

1. Фотадыёд: уфотаэлектрычнае выяўленнесістэмы, уплыў фотадыёдаў на памылкіфотаэлектрычная сістэмапраяўляецца ў асноўным у наступных аспектах:

(1) Адчувальнасць (S)/Разрозненне: Суадносіны прырашчэння выходнага сігналу (напружанне/ток) △y да прырашчэння ўваходнага сігналу △x, якое выклікае прырашчэнне выходнага сігналу △y. Гэта значыць, s=△y/△x. Адчувальнасць/разрозненне з'яўляецца асноўнай умовай выбару датчыка. Гэты параметр праяўляецца ў непасрэднай карэляцыі фотадыёдаў як цёмны ток і ў канкрэтным праяўленні фотадэтэктараў як эквівалентная магутнасць шуму (NEP). Такім чынам, найбольш фундаментальны аналіз сістэматычнай памылкі патрабуе, каб адчувальнасць (S)/разрозненне было вышэйшым за фактычнае патрабаванне да памылкі, каб задаволіць патрабаванні да памылкі ўсёй фотаэлектрычнай сістэмы, паколькі неабходна ўлічваць і ўплыў памылкі, выкліканай фактарамі, згаданымі ніжэй.

(2) Лінейнасць (δL): ступень лінейнасці колькаснай залежнасці паміж выхадным і ўваходным сігналамі фотадэтэктара. yfs — гэта выхадны сігнал поўнай шкалы, а △Lm — максімальнае адхіленне лінейнасці. Гэта асабліва праяўляецца ў лінейнасці і лінейнай насычанай светлавой магутнасці фотадэтэктара.

(3) Стабільнасць/паўтаральнасць: фотадэтэктар мае няўзгодненасць выхаднога сігналу для аднаго і таго ж выпадковага ўваходнага сігналу, што з'яўляецца выпадковай памылкай. Улічваецца максімальнае адхіленне прамога і зваротнага ходу.

(4) Гістэрэзіс: з'ява, пры якой крывыя ўваходна-выхадных характарыстык фотадэтэктара не перакрываюцца падчас яго прамога і зваротнага руху.

(5) Тэмпературны дрэйф: Уплыў кожнага змянення тэмпературы на 1℃ на змяненне выхаднога сігналу фотадэтэктара. Адхіленне тэмпературнага дрэйфу △Tm, выкліканае тэмпературным дрэйфам, разлічваецца шляхам разліку тэмпературнага дрэйфу дыяпазону тэмператур працоўнага асяроддзя △T.

(6) Часавы дрэйф: з'ява, пры якой выхадны сігнал фотадэтэктара змяняецца з цягам часу, калі ўваходная зменная застаецца нязменнай (прычыны ў асноўным звязаны са зменамі ў яго ўласнай структуры). Комплексны ўплыў адхілення фотадэтэктара на сістэму разлічваецца з дапамогай вектарнай сумы.

2. Аперацыйныя ўзмацняльнікі: асноўныя параметры, якія ўплываюць на сістэмную памылку Аперацыйныя ўзмацняльнікі Напружанне зрушэння Vos, тэмпературны дрэйф Vos, уваходны ток зрушэння Ios, тэмпературны дрэйф Ios, уваходны ток зрушэння Ib, уваходны імпеданс, уваходная ёмістасць, шум (шум уваходнага напружання, шум уваходнага току), цеплавы шум праектнага ўзмацнення, каэфіцыент падаўлення крыніцы харчавання (PSRR), каэфіцыент падаўлення синфазнага сігналу (CMR), каэфіцыент узмацнення ў разамкнутым контуры (AoL), здабытак узмацнення на шырыню паласы прапускання (GBW), хуткасць змены напружання (SR), час усталявання, поўныя гарманічныя скажэнні.

Нягледзячы на ​​тое, што параметры аперацыйных узмацняльнікаў з'яўляюцца гэтак жа важным кампанентам сістэмы, як і выбар фотадыёдаў, з-за абмежаванасці прасторы канкрэтныя вызначэнні і апісанні параметраў тут не будуць падрабязна разглядацца. Пры рэальным праектаванні фотадэтэктараў неабходна ацаніць уплыў гэтых параметраў на сістэматычныя памылкі. Нягледзячы на ​​тое, што не ўсе параметры могуць істотна паўплываць на патрабаванні вашага праекта, у залежнасці ад рэальных сцэнарыяў прымянення і розных патрабаванняў вышэйзгаданыя параметры будуць па-рознаму ўплываць на сістэматычныя памылкі.

Існуе мноства параметраў для аперацыйных узмацняльнікаў. Для розных тыпаў сігналаў асноўныя параметры, якія выклікаюць сістэматычныя памылкі, можна сфакусаваць на сігналах пастаяннага і пераменнага току: зменныя сігналы пастаяннага току, уваходнае напружанне зрушэння Vos, тэмпературны дрэйф Vos, уваходны ток зрушэння Ios, уваходны ток зрушэння Ib, уваходны імпеданс, шум (шум уваходнага напружання, шум уваходнага току, цеплавы шум разліковага ўзмацнення), каэфіцыент падаўлення крыніцы харчавання (PSRR), каэфіцыент падаўлення синфазнага сігналу (CMRR). Сігнал змены пераменнага току: акрамя вышэйзгаданых параметраў, неабходна таксама ўлічваць наступныя: уваходную ёмістасць, каэфіцыент узмацнення ў разамкнутым контуры (AoL), здабытак каэфіцыента ўзмацнення на паласу прапускання (GBW), хуткасць змены напружання (SR), час усталявання і поўныя гарманічныя скажэнні.