Analiza e Gabimeve të Sistemit të Fotodetektorit

Analiza e Gabimeve të Sistemit të Fotodetektorit

I. Hyrje në Faktorët Ndikues të Gabimeve të Sistemit nëFotodetektor

Konsideratat specifike për gabimin sistematik përfshijnë: 1. Përzgjedhja e komponentëve:fotodioda, amplifikatorë operacionalë, rezistorë, kondensatorë, ADC, qarqe qarku të furnizimit me energji dhe burime tensioni referues. 2. Mjedisi i punës: Ndikimi i temperaturës dhe lagështisë, etj. 3. Besueshmëria e sistemit: Stabiliteti i sistemit, performanca e përputhshmërisë elektromagnetike.

II. Analiza e Gabimeve të Sistemit të Fotodetektorëve

1. Fotodioda: Në njëzbulim fotoelektriksistemi, ndikimi i fotodiodave në gabimet esistem fotoelektrikmanifestohet kryesisht në aspektet e mëposhtme:

(1) Ndjeshmëria (S)/Rezolucioni: Raporti i rritjes së sinjalit të daljes (tension/rrymë) △y me rritjen e hyrjes △x që shkakton rritjen e daljes △y. Kjo do të thotë, s=△y/△x. Ndjeshmëria/rezolucioni është kushti kryesor për përzgjedhjen e sensorit. Ky parametër manifestohet konkretisht në korrelacionin e drejtpërdrejtë të fotodiodave si rrymë e errët dhe në manifestimin specifik të fotodetektorëve si fuqi ekuivalente e zhurmës (NEP). Prandaj, analiza më themelore e gabimit sistematik kërkon që ndjeshmëria (S)/rezolucioni të jetë më i lartë se kërkesa aktuale e gabimit në mënyrë që të përmbushen kërkesat e gabimit të të gjithë sistemit fotoelektrik, pasi ndikimi i gabimit të shkaktuar nga faktorët e përmendur më vonë gjithashtu duhet të merret në konsideratë.

(2) Lineariteti (δL): Shkalla e linearitetit të marrëdhënies sasiore midis daljes dhe hyrjes së fotodetektorit. yfs është dalja në shkallë të plotë, dhe △Lm është devijimi maksimal i linearitetit. Kjo manifestohet konkretisht në linearitetin dhe fuqinë e dritës së ngopjes lineare të fotodetektorit.

(3) Stabiliteti/Përsëritshmëria: Fotodetektori ka mospërputhje në dalje për të njëjtën hyrje të rastësishme, e cila është një gabim i rastësishëm. Merret në konsideratë devijimi maksimal i lëvizjeve përpara dhe prapa.

(4) Histereza: Fenomeni ku kurbat karakteristike hyrëse-dalëse të një fotodetektori nuk mbivendosen gjatë lëvizjes së tij përpara dhe prapa.

(5) Zhvendosja e temperaturës: Ndikimi i çdo ndryshimi prej 1℃ në temperaturë në ndryshimin e daljes së fotodetektorit. Devijimi i zhvendosjes së temperaturës △Tm i shkaktuar nga zhvendosja e temperaturës llogaritet nëpërmjet llogaritjes së zhvendosjes së temperaturës së diapazonit të temperaturës së mjedisit të punës △T.

(6) Zhvendosja kohore: Fenomeni ku rezultati i një fotodetektori ndryshon me kalimin e kohës kur variabli hyrës mbetet i pandryshuar (shkaqet janë kryesisht për shkak të ndryshimeve në strukturën e tij të përbërjes). Ndikimi i devijimit gjithëpërfshirës të fotodetektorit në sistem llogaritet përmes shumës vektoriale.

2. Amplifikatorët operacionalë: Parametrat kryesorë që ndikojnë në gabimin e sistemit Amplifikatorët operacionalë Tensioni i zhvendosur Vos, zhvendosja e temperaturës Vos, rryma e zhvendosur e hyrjes Ios, zhvendosja e temperaturës Ios, rryma e polarizimit të hyrjes Ib, impedanca e hyrjes, kapaciteti i hyrjes, zhurma (zhurma e tensionit të hyrjes, zhurma e rrymës hyrëse) Zhurma termike e fitimit të projektimit, raporti i refuzimit të furnizimit me energji (PSRR), raporti i refuzimit në modalitetin e përbashkët (CMR), fitimi me lak të hapur (AoL), produkti fitim-gjerësi bande (GBW), shkalla e ndryshimit (SR), koha e vendosjes, shtrembërimi total harmonik.

Edhe pse parametrat e amplifikatorëve operacionalë janë një komponent po aq i rëndësishëm i sistemit sa përzgjedhja e fotodiodave, për shkak të kufizimeve hapësinore, përkufizimet dhe përshkrimet specifike të parametrave nuk do të elaborohen këtu. Në projektimin aktual të fotodetektorëve, ndikimi i këtyre parametrave në gabimet sistematike duhet të vlerësohet. Edhe pse jo të gjithë parametrat mund të kenë një ndikim të rëndësishëm në kërkesat e projektit tuaj, varësisht nga skenarët aktualë të aplikimit dhe kërkesat e ndryshme, parametrat e mësipërm do të kenë efekte të ndryshme në gabimet sistematike.

Ekzistojnë shumë parametra për amplifikatorët operacionalë. Për lloje të ndryshme sinjalesh, parametrat kryesorë që shkaktojnë gabime sistematike mund të përqendrohen në sinjalet DC dhe AC: Sinjalet variabël DC Tensioni i zhvendosur i hyrjes Vos, zhvendosja e temperaturës Vos, rryma e zhvendosur e hyrjes Ios, rryma e polarizimit të hyrjes Ib, impedanca e hyrjes, zhurma (zhurma e tensionit të hyrjes, zhurma e rrymës së hyrjes, zhurma termike e fitimit të projektimit), raporti i refuzimit të furnizimit me energji (PSRR), raporti i refuzimit në modalitetin e zakonshëm (CMRR). Sinjali i variacionit AC: Përveç parametrave të mësipërm, duhet të merren në konsideratë edhe sa vijon: kapaciteti i hyrjes, fitimi me lak të hapur (AoL), produkti fitim-gjerësi bande (GBW), shkalla e ndryshimit (SR), koha e vendosjes dhe shtrembërimi total harmonik.