Фотодетекторын системийн алдааны шинжилгээ

Фотодетекторын системийн алдааны шинжилгээ

Системийн алдааны нөлөөллийн хүчин зүйлсийн танилцуулгаФото илрүүлэгч

Системчилсэн алдааны тодорхой хүчин зүйлсэд дараахь зүйлс орно: 1. Бүрэлдэхүүн хэсгийн сонголт:фотодиодууд, үйлдлийн өсгөгч, резистор, конденсатор, ADC, тэжээлийн микроконденсатор болон лавлах хүчдэлийн эх үүсвэрүүд. 2. Ажлын орчин: Температур ба чийгшлийн нөлөө гэх мэт. 3. Системийн найдвартай байдал: Системийн тогтвортой байдал, Цахилгаан соронзон зохицуулагчийн гүйцэтгэл.

Фотодетекторуудын системийн алдааны шинжилгээ

1. Фотодиод: афотоэлектрик илрүүлэлтсистем, фотодиодын алдаануудад үзүүлэх нөлөөфотоэлектрик системголчлон дараах талуудаар илэрдэг:

(1) Мэдрэмж (S)/Нягтрал: Гаралтын дохионы (хүчдэл/гүйдэл) өсөлт △y-ийн гаралтын өсөлт △y-ийг үүсгэдэг оролтын өсөлт △x-тэй харьцуулсан харьцаа. Өөрөөр хэлбэл, s=△y/△x. Мэдрэмж/нягтрал нь мэдрэгч сонгох үндсэн нөхцөл юм. Энэ параметр нь фотодиодуудын харанхуй гүйдэл болох шууд хамаарал, фотодетекторуудын дуу чимээний эквивалент чадал (NEP) болох тодорхой илрэлд онцгойлон илэрдэг. Тиймээс системчилсэн алдааны хамгийн үндсэн шинжилгээ нь фотоцахилгаан системийн бүхэл бүтэн алдааны шаардлагыг хангахын тулд мэдрэмж (S)/нягтрал нь бодит алдааны шаардлагаас өндөр байх ёстойг шаарддаг, учир нь дараа нь дурдсан хүчин зүйлсээс үүдэлтэй алдааны нөлөөллийг мөн авч үзэх шаардлагатай.

(2) Шугаман байдал (δL): Фотодетекторын гаралт ба оролтын хоорондох тоон хамаарлын шугаман байдлын зэрэг. yfs нь бүрэн хэмжээний гаралт, △Lm нь шугаман чанарын хамгийн их хазайлт юм. Энэ нь фотодетекторын шугаман байдал ба шугаман ханалтын гэрлийн хүчин чадлаар тодорхой илэрдэг.

(3) Тогтвортой байдал/Давтагдах чадвар: Фотодетектор нь ижил санамсаргүй оролтын хувьд гаралтын тогтворгүй байдалтай байдаг бөгөөд энэ нь санамсаргүй алдаа юм. Урагш болон урвуу цохилтын хамгийн их хазайлтыг авч үзнэ.

(4) Гистерезис: Фотодетекторын оролт-гаралтын шинж чанарын муруйнууд урагш болон урвуу хөдөлгөөний үед давхцахгүй байх үзэгдэл.

(5) Температурын хэлбэлзэл: Фотодетекторын гаралтын өөрчлөлтөд температурын 1°C өөрчлөлт бүрийн нөлөө. Температурын хэлбэлзлээс үүдэлтэй температурын хэлбэлзлийн хазайлт △Tm-ийг ажлын орчны температурын хязгаарын температурын хэлбэлзлийн тооцооллоор тооцоолно △T.

(6) Цаг хугацааны зөрүү: Оролтын хувьсагч өөрчлөгдөхгүй хэвээр байх үед фотодетекторын гаралт цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг үзэгдэл (шалтгаан нь ихэвчлэн түүний найрлагын бүтцийн өөрчлөлтөөс үүдэлтэй). Фотодетекторын системд үзүүлэх цогц хазайлтын нөлөөг векторын нийлбэрээр тооцоолно.

2. Үйлдлийн өсгөгч: Системийн алдаанд нөлөөлөх гол параметрүүд Үйлдлийн өсгөгч Офсет хүчдэл Vo, Vo температурын зөрүү, оролтын офсет гүйдэл Ios, Ios температурын зөрүү, оролтын хэвийсэн гүйдэл Ib, оролтын импеданс, оролтын багтаамж, шуугиан (оролтын хүчдэлийн шуугиан, оролтын гүйдлийн шуугиан) Дизайн олшруулалтын дулааны шуугиан, цахилгаан хангамжийн татгалзах харьцаа (PSRR), нийтлэг горимын татгалзах харьцаа (CMR), нээлттэй гогцооны олшруулалт (AoL), олшруулалтын зурвасын өргөн бүтээгдэхүүн (GBW), хазайлтын хурд (SR), тогтоох хугацаа, нийт гармоник гажуудал.

Хэдийгээр үйл ажиллагааны өсгөгчийн параметрүүд нь фотодиод сонгохтой адил системийн бүрэлдэхүүн хэсэг боловч орон зайн хязгаарлалтын улмаас тодорхой параметрийн тодорхойлолт болон тайлбарыг энд дэлгэрэнгүй тайлбарлахгүй. Фотодетекторын бодит дизайнд эдгээр параметрүүдийн системчилсэн алдаануудад үзүүлэх нөлөөллийг бүгдийг нь үнэлэх хэрэгтэй. Хэдийгээр бүх параметрүүд нь таны төслийн шаардлагад мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэхгүй байж болох ч бодит хэрэглээний хувилбарууд болон өөр өөр шаардлагаас хамааран дээрх параметрүүд нь системчилсэн алдаануудад өөр өөр нөлөө үзүүлэх болно.

Ашиглалтын өсгөгчийн олон параметр байдаг. Төрөл бүрийн дохионы төрлүүдийн хувьд системчилсэн алдаа үүсгэдэг гол параметрүүдийг тогтмол болон хувьсах гүйдлийн дохионууд дээр төвлөрүүлж болно: тогтмол гүйдлийн хувьсах дохионууд Оролтын хүчдэлийн офсет Vo, Vo температурын зөрүү, оролтын офсет гүйдэл Ios, оролтын хэвийсэн гүйдэл Ib, оролтын импеданс, шуугиан (оролтын хүчдэлийн шуугиан, оролтын гүйдлийн шуугиан, дизайны олшруулалтын дулааны шуугиан), цахилгаан хангамжийн татгалзах харьцаа (PSRR), нийтлэг горимын татгалзах харьцаа (CMRR). Хувьсах гүйдлийн хэлбэлзлийн дохио: Дээрх параметрүүдээс гадна дараахь зүйлийг анхаарч үзэх шаардлагатай: оролтын багтаамж, нээлттэй гогцооны олшруулалт (AoL), олшруулалт-зурвасын өргөний бүтээгдэхүүн (GBW), хазайлтын хурд (SR), тогтоох хугацаа, нийт гармоник гажуудал.