ფოტოდეტექტორის სისტემური შეცდომების ანალიზი

ფოტოდეტექტორის სისტემური შეცდომების ანალიზი

I. შესავალი სისტემური შეცდომების გავლენის ფაქტორებშიფოტოდეტექტორი

სისტემატური შეცდომის კონკრეტული მოსაზრებები მოიცავს: 1. კომპონენტის შერჩევა:ფოტოდიოდები, ოპერატიული გამაძლიერებლები, რეზისტორები, კონდენსატორები, ანალოგურ-ციფრული გადამყვანები, კვების წყაროების ინტეგრირებული სქემები და საცნობარო ძაბვის წყაროები. 2. სამუშაო გარემო: ტემპერატურისა და ტენიანობის გავლენა და ა.შ. 3. სისტემის საიმედოობა: სისტემის სტაბილურობა, ელექტრომაგნიტური თავსებადობის მუშაობა.

II. ფოტოდეტექტორების სისტემური შეცდომების ანალიზი

1. ფოტოდიოდი: აფოტოელექტრული დეტექციასისტემა, ფოტოდიოდების გავლენა შეცდომებზეფოტოელექტრული სისტემაძირითადად გამოიხატება შემდეგ ასპექტებში:

(1) მგრძნობელობა (S)/გარჩევადობა: გამომავალი სიგნალის (ძაბვა/დენი) ნამატის △y თანაფარდობა შემავალი ნამატის △x-თან, რომელიც იწვევს გამომავალი ნამატის △y-ს. ანუ, s=△y/△x. მგრძნობელობა/გარჩევადობა სენსორის შერჩევის ძირითადი პირობაა. ეს პარამეტრი კონკრეტულად ვლინდება ფოტოდიოდების, როგორც ბნელი დენის, პირდაპირ კორელაციაში და ფოტოდეტექტორების, როგორც ხმაურის ექვივალენტური სიმძლავრის (NEP) სპეციფიკურ გამოვლინებაში. ამიტომ, სისტემატური შეცდომის ყველაზე ფუნდამენტური ანალიზი მოითხოვს, რომ მგრძნობელობა (S)/გარჩევადობა უფრო მაღალი იყოს, ვიდრე რეალური შეცდომის მოთხოვნა, რათა დაკმაყოფილდეს მთელი ფოტოელექტრული სისტემის შეცდომის მოთხოვნები, რადგან ასევე უნდა იქნას გათვალისწინებული ქვემოთ ნახსენები ფაქტორებით გამოწვეული შეცდომის გავლენა.

(2) ხაზოვნება (δL): ფოტოდეტექტორის გამოსავალსა და შემავალ სიგნალებს შორის რაოდენობრივი დამოკიდებულების ხაზოვნების ხარისხი. yfs არის სრული მასშტაბის გამომავალი სიგნალი, ხოლო △Lm არის ხაზოვნების მაქსიმალური გადახრა. ეს კონკრეტულად ვლინდება ფოტოდეტექტორის ხაზოვნებასა და ხაზოვანი გაჯერების სინათლის სიმძლავრეში.

(3) სტაბილურობა/განმეორებადობა: ფოტოდეტექტორს ერთი და იგივე შემთხვევითი შეყვანისთვის აქვს გამომავალი შეუსაბამობა, რაც შემთხვევითი შეცდომაა. გათვალისწინებულია წინ და უკან დარტყმების მაქსიმალური გადახრა.

(4) ჰისტერეზისი: ფენომენი, როდესაც ფოტოდეტექტორის შემავალი-გამომავალი დამახასიათებელი მრუდები არ გადაფარავს მას წინ და უკან მოძრაობისას.

(5) ტემპერატურის დრიფტი: ტემპერატურის ყოველი 1℃ ცვლილების გავლენა ფოტოდეტექტორის გამომავალი სიგნალის ცვლილებაზე. ტემპერატურის დრიფტით გამოწვეული ტემპერატურის დრიფტის გადახრა △Tm გამოითვლება სამუშაო გარემოს ტემპერატურის დიაპაზონის △T ტემპერატურის დრიფტის გაანგარიშებით.

(6) დროის დრიფტი: ფენომენი, როდესაც ფოტოდეტექტორის გამომავალი სიგნალი დროთა განმავლობაში იცვლება, როდესაც შემავალი ცვლადი უცვლელი რჩება (მიზეზები ძირითადად მისი შემადგენლობის სტრუქტურის ცვლილებებით არის განპირობებული). ფოტოდეტექტორის სისტემაზე ყოვლისმომცველი გადახრის გავლენა გამოითვლება ვექტორული ჯამის მეშვეობით.

2. ოპერატიული გამაძლიერებლები: სისტემის შეცდომაზე მოქმედი ძირითადი პარამეტრები ოპერატიული გამაძლიერებლები ოფსეტური ძაბვა Vos, Vos ტემპერატურის დრიფტი, შეყვანის ოფსეტური დენი Ios, Ios ტემპერატურის დრიფტი, შეყვანის გადახრის დენი Ib, შეყვანის წინაღობა, შეყვანის ტევადობა, ხმაური (შეყვანის ძაბვის ხმაური, შეყვანის დენის ხმაური) საპროექტო გაძლიერების თერმული ხმაური, კვების წყაროს უარყოფის კოეფიციენტი (PSRR), საერთო რეჟიმის უარყოფის კოეფიციენტი (CMR), ღია ციკლის გაძლიერების კოეფიციენტი (AoL), გაძლიერების გამტარუნარიანობის ნამრავლი (GBW), ცვლილების სიჩქარე (SR), დამყარების დრო, სრული ჰარმონიული დამახინჯება.

მიუხედავად იმისა, რომ ოპერაციული გამაძლიერებლების პარამეტრები სისტემის ისეთივე მნიშვნელოვანი კომპონენტია, როგორც ფოტოდიოდების შერჩევა, სივრცის შეზღუდვის გამო, კონკრეტული პარამეტრების განმარტებები და აღწერილობები აქ არ იქნება დაწვრილებით განხილული. ფოტოდეტექტორების ფაქტობრივი დიზაინისას, ამ პარამეტრების გავლენა სისტემურ შეცდომებზე უნდა შეფასდეს. მიუხედავად იმისა, რომ ყველა პარამეტრს არ შეიძლება ჰქონდეს მნიშვნელოვანი გავლენა თქვენი პროექტის მოთხოვნებზე, ფაქტობრივი გამოყენების სცენარებიდან და სხვადასხვა მოთხოვნებიდან გამომდინარე, ზემოთ ჩამოთვლილ პარამეტრებს განსხვავებული გავლენა ექნება სისტემურ შეცდომებზე.

ოპერაციული გამაძლიერებლებისთვის მრავალი პარამეტრი არსებობს. სხვადასხვა ტიპის სიგნალისთვის, სისტემატური შეცდომების გამომწვევი ძირითადი პარამეტრები შეიძლება ფოკუსირებული იყოს DC და AC სიგნალებზე: DC ცვლადი სიგნალები შეყვანის ოფსეტის ძაბვა Vos, Vos ტემპერატურის დრიფტი, შეყვანის ოფსეტის დენი Ios, შეყვანის გადახრის დენი Ib, შეყვანის წინაღობა, ხმაური (შეყვანის ძაბვის ხმაური, შეყვანის დენის ხმაური, დიზაინერული გაძლიერების თერმული ხმაური), კვების წყაროს უარყოფის კოეფიციენტი (PSRR), საერთო რეჟიმის უარყოფის კოეფიციენტი (CMRR). ცვლადი ცვლადის სიგნალი: ზემოთ ჩამოთვლილი პარამეტრების გარდა, ასევე გასათვალისწინებელია შემდეგი: შეყვანის ტევადობა, ღია მარყუჟის გაძლიერების კოეფიციენტი (AoL), გაძლიერების გამტარუნარიანობის ნამრავლი (GBW), ცვალებადობის სიჩქარე (SR), დამყარების დრო და სრული ჰარმონიული დამახინჯება.