12.2.3.2. Анықтау интегралды сезімталдық

анықтау Үшін интегралдық сезімталдығын өлшейді жалпы ток немесе кернеу фотоқабылдағыша орнату, құрылымдық схемасы онда суретте бейнеленген 12.7

Сурет 12.7. құрылымдық схемасы орнату анықтау үшін интегралдық сезімталдығын

фотоқабылдағыш немесе ФПУ береді жұмыс кернеуі мен сәулелену ағыны, шамасы белгіленетін талаптарға сәйкес стандарттар мен техникалық шарттарды фотоқабылдағыши нақты түрлерін, және өлшейді шамасын жалпы ток Іобщ немесе кернеу Uобщ. Сол қондырғыда өлшейді темновой ток (Іт) немесе темновое кернеу (Uт) берген кезде жұмыс кернеу жағдайында толық қараңғылау фотоқабылдағыша немесе ФПУ. Егер стандарттарда немесе техникалық шарттарда ФЭПП немесе ФПУ нақты типті өлшеу ретінде темновых ток немесе кернеу мен жалпы ток немесе кернеу кейін жүргізіледі алдын ала жарықтандыру ФЭПП немесе ФПУ, бұл кезде жарық деңгейі, жарық және арасындағы уақыт аралығы түсіріп, жарықтың және шамаларды өлшеуге Іобщ , Uобщ , Іт, Uт техникалық шарттарында регламенттеледі ФЭПП немесе ФПУ нақты типтері.

Өлшеу нәтижелері бойынша жалпы және темнового токтарының немесе кернеулердің шамасын есептейді фототока Іф немесе кернеу фотосигнала:

I_ф=I_общ – I_т, (12.3.9)

U_с=U_общ – U_т. (12.3.10)

Содан кейін анықтайды шығарындысының интегралдық токовую немесе вольтовую сезімталдығы

S_I=I_ф/Ф, (12.3.11)

S_U=U_с/Ф, (12.3.12)

Егер белгілі спектрлік сипаттамасы қабылдағыш сәулелену, онда интегралды сезімталдығы анықталуы мүмкін және қатысты тиімді ағын. Бұл жағдайда сезімталдық фотоқабылдағыша көрсетілуі керек қатысты монохроматическому ағынына бірлігімен қуатты толқын ұзындығы лазердің сәулелену.

анықтау Үшін тұрақсыздық интегралды сезімталдық жүргізеді, бірнеше дәйекті өлшеу осы шаманың қолдай отырып, температураны аймағында орналастыру ФЭПП немесе ФПУ тұрақты дәлдікпен 20C. Болмаған жағдайда өзге де талаптарын жүзеге асырады 10-нан кем емес өлшеу арқылы 30 – 40 с, содан кейін анықтайды максималды ауытқу шамасын Ѕинт оның орта маңызы бар.

Анықтау үшін вольтовой сипаттамалары интегралдық сезімталдығын өлшейді темновой және жалпы ток (кернеу) кезінде әр түрлі кернеулер тамақтану ФЭПП. Болмаған жағдайда өзге де талаптарды өлшеу жүргізеді өзгерген кезде кернеуді 0-ден Uраб кезінде деңгейіндегі сәулелену ағынының Ф қамтамасыз ететін есе асып фотосигнала үстінен темновым тогы немесе кернеуі. Нүктелерінің саны санау ішіндегі өлшеу диапазонының қоректену кернеуінің қажетті құру үшін вольтовой сипаттамалары сезімталдықтың болмауы тиіс 10-нан кем болған равномерном бөлу нүктелерін есептеу ішіндегі диапазоны.

қажет болған Жағдайда анықтау жоқ жалғыз мәні интегралдық сезімталдығын жұмыс нүктесінде, ал толық энергетикалық сипаттамасын интегралдық сезімталдығын өлшейді жалпы ток (кернеу) белгілі бір диапазонда өзгерту сәулелену ағынының, содан кейін анықтайды шығарындысының интегралдық сезімталдығы әр түрлі мәндері ағынының және құрып энергетикалық сипаттамасы. Егер өзге де талаптарды шекара диапазонын өзгерту ағыны Ф анықтайды, осылайша ең төменгі мәні Фміп сәйкес келеді двукратному асуға фотосигнала деңгейінен темнового ток немесе кернеу), ал максималды мәні Фмах – мың еселі мөлшерінен асып кетуі. Нүктелерінің саны санау ішіндегі диапазонының деңгейін өзгерту сәулелену ағынының болуы тиіс 10-нан кем емес. Орналасуы нүктелерінің ішінде бұл ауқымы ұсынылады біркелкі.

анықтау Үшін температуралық сипаттамалары интегралдық сезімталдығын қолданады орнатуды, құрылымдық схемасы онда суретте келтірілген 12.8

Өзгерген кезде фоторезисторов қолдануға рұқсат етіледі құрамында орнату орнына өлшеуіш ток (кернеу) өлшеуіш кедергі болған жағдайда, оның кернеу шегінде орналасқан желілік учаскесінің вольт – амперной сипаттамалары фоторезистора. Оптикалық схемасы құрамына орнату қажет болған кезде ғана. Болмаған жағдайда өзге де талаптарды өлшеу жүргізеді температура интервалындағы -70-ден +80°С нүктелерінің Саны ішіндегі белгіленген температурасының диапазоны әр түрлі болуы мүмкін байланысты оның шамасын, бірақ кем болмауы тиіс 12. Температураны ұстау дәлдігі ±3°С жеткенде белгілі бір температура камерада термостатты ФЭПП немесе ФПУ ұстайды в течении 15 мин егер көзделмеген өзге де талаптар. Темновой және жалпы ток (кернеу) өлшейді кезінде барлық таңдалған мәндері температура мен алынған нәтижелер бойынша салынуда температуралық сипаттамалары интегралды сезімталдық.

Өлшеу үшін фотосигнала және кейіннен айқындау үшін интегралдық сезімталдығын сәулеленген кезде ФЭПП немесе ФПУ модулированным ағынымен қолданады орнатуға құрылымдық схемасы онда суретте келтірілген 12.9

отырғызатын ұя белгілейді ФЭПП немесе ФПУ кейін қосылады және оның ко кіруіне өлшеу трактісінің. Таңдау кезінде қарсылық жүктеме Rн басшылыққа қатынасымен

R_н = R_т ± 0,2 R_т,

Сурет 12.8. Құрылымдық схемасы орнату анықтау үшін температуралық сипаттамаларын ФЭПП немесе ФПУ

Сурет 12.9. Құрылымдық схемасы орнату сипаттамаларын анықтау үшін ФЭПП және ФПУ кезінде модулированном толқынында сәуле

Деңгейі, сәулелену ағынының өлшеу кезінде қамтамасыз етуге тиіс деңгейі өлшенетін фотосигнала, айтарлықтай асатын шу (кемінде 10 рет). Резонанстық жиілігі селективті өлшеу трактісінің fрез=fмод±3%, fмод – жиілігі модуляция сәулелену ағынының.

шығарындысының интегралдық вольтовую SU инт немесе токовую SI инт сезімталдығы формулалары бойынша анықтайды

S_{I инт} =I_Ф/Ф₁, S_{U инт} =U_с/Ф₁, (12.3.13)

мұнда Uc, ІФ – кернеу немесе ток фотосигнала; Ф1 – қолданыстағы мәні сәулелену ағынының.

Орта квадраттық ауытқу анықтау нәтижелерін интегралдық сезімталдығын бойынша сипатталған әдістемесіне 10% - дан аспайды.

анықтау Үшін фондық сипаттамалары интегралдық сезімталдығын орнату, құрылымдық схемасы және оның кестеде көрсетілген 12.8 қосымша енгізіледі реттелетін көзі фондық сәулелену. Көзінің түрі мен ауқымын, деңгейін өзгерту фондық сәулелену ағынының таңдайды талаптарына сәйкес ФЭПП және ФПУ нақты типтері. Мұндай талаптар болмаған жағдайда шекара диапазонын таңдайды осылайша, үшін ең төменгі мәні фондық ағын қысымынан аспайтындай шекті ағыны кемінде 10 есе, ал ең жоғарғы мәні – кемінде 104 рет.

Өлшеу шекті сезімталдығын

Шекті stream (шегі) Фп фотоқабылдағыша берілген жиілік жолағында ретінде анықталады орташа квадраттық мәні қолданыстағы фотоқабылдағыш синусоидально-модулированного сәулелену ағынының берілген спектральным бөлуге, онда орташа квадраттық мәні кернеу (ток) фотосигнала сияқты среднеквадратическому мәніне кернеу ( ток ) шудың берілген жиілік жолағында:

Ф_п= /S_U. (12.3.14)

Кейде Фп деп сезімталдық табалдырығының, ал әдебиетте ағылшын тілінде – эквивалентті қуаттылығы шу ( NEP ). Үшін " деген сөздер алып тасталсын әсері жиілік жолағы және жеңілдету салыстыру әр түрлі ФЭПП өзара шегі есептеледі белдеуінде 1Гц:

Ф_п1=Ф_п /  (12.3.15)

Қатынасы (12.3.15) көздейді, бұл шу – ақ, сол кезде оның қуаты пропорционал жолағы ∆f, ал орташа квадраттық кернеу - .

Шулар және шекті ағыны ФЭПП тәуелді геометрия үлгідегі. Припространственно некоррелированных шумах шекті ағыны пропорционалды , Ал – тиімді алаңы фоточувствительного элемент. Сондықтан, неғұрлым ортақ сипаттамасы бар шекті қасиеттерін ФЭПП болып табылады шекті ағыны Ф*р фотоқабылдағыша " бірлік-жиіліктер белдеуінде, жатқызылған единичному алаңы бойынша фотосезгиш элементі

Ф^*_п=Ф_п/ . (12.3.16)

Параметр Фп ие, дегенмен кемшілігі, - деп сипаттай отырып, сапасы фотоқабылдағыша, ол азаяды жақсартумен шекті қасиеттерін ФЭПП. Сондықтан таралуда обнаружительная қабілеті D – шама, кері Фп. Ыңғайлы болу үшін салыстыру бір-бірімен әр түрлі фотоқабылдағышов қолданады негізінен меншікті обнаружительную қабілеті D* сипаттайтын шамасын D үшін фотоқабылдағыша тиімді алаңы фоточувствительного элемент 1 см2, ені жолақтар өлшеу трактісінің 1 Гц:

D^*=D . (12.3.17)

Шекті ағыны бойынша анықталады құймаларға сәйкес келеді мәндерге интегралды сезімталдық SU немесе SI және кернеу Uш (ток Іш) шудың берілген жиілік жолағында

 (5.3.18)

Анықтау үшін үлес шекті ағынының анықтау қажет тиімді шумовую өткізу жолағының өлшеу трактісінің Dfэфф және алаң Ал фоточувствительного элементтің ФЭПП немесе ФПУ. Үшін орналасқан шамасын Dfэфф ко кіруіне өлшеу трактісінің кейін қосылады генератор синусоидалды сигналдар. Генератор настраивают " резонанс бастап өлшеу трактом, содан кейін қолдайды өзгеріссіз мәні кіріс кернеу азайтады жиілікті генератор және тіркейді мәні, жиілік, кернеу шығу өлшеу трактісінің айналады дәйекті тең 0.9; 0.8; 0.7; ... 0.2; 0.1 бастапқы маңызы бар кернеу Uвых.бастауыш шығуда. Шамасын Dfэфф айқындайды және мынадай формула бойынша есептеледі:

 (5.3.19)

онда Dfi – ені жолағы i-ші өлшеу; Mi=0.2; i – өлшемсіз коэффициент.

Ф^*_п=Ф_п/ . (12.3.20)

Қатаң айтқанда, формула (12.3.20) қажет подставлять мәні тиімді алаңы Аэфф, алайда бұл шама іс жүзінде өлшенеді емес әрқашан. Сол уақытта әзірлеуші аппаратура, онда пайдаланылады ФЭПП, қызықтырады, сайып келгенде, жоқ Ф*р, ал Фп, басқаша айтқанда, мөлшері фотосезгіш алаңы кіреді тікелей анықтау кезінде есепке Ф*р из Кф, ал содан кейін кері есебін анықтау кезінде Фп бірі Ф*п, бұл мәселеде немқұрайлы қараса, қандай мәні А (тиімді немесе геометриялық), употреблено. Үшін айқындылық ыңғайлы пайдалануға геометриялық номиналды мәні, әрқашан белгілі әзірлеушіге. Сонымен қатар, егер Н*п анықталады кейіннен салыстыру бір-бірімен біртекті қабылдау әртүрлі алаңы ФЧЭ керек, әрине, анықтау Аэфф және осы шамасын подставить формуласына (12.3.20). Мәні Ф*р рассчитонное ескере отырып, тиімді алаңы ФЧЭ, қызықтырады негізінен әзірлеушілер өздерінің ФЭПП.

D^*=1/Ф^*_п. (12.3.21)

Бұл параметр неғұрлым ыңғайлы, өйткені ол өсіп жақсаруымен шекті сипаттамаларын ФЭПП. Сонымен қатар параметрлермен Ф*р және D* кейде пайдаланады үлестік параметрлері жатқызылған, тек бірлік шулық жолақ үшін нақты алаң ФЭПП олар өлшемі Вт/Гц1/2 және Гц1/2/Вт.

12.3. Анықтау жиіліктік және уақыттық сипаттамалары фотоприемных құрылғылардың

анықтау Үшін жиіліктік сипаттамаларын ФЭПП және ФПУ қолданады қондырғының құрылымдық схемасы онда суретте көрсетілген 12.10, а, б.

Орнату болуы тиіс селективті өлшеу тракті, резонанстық жиілігі оның мүмкін қайта жаңғырады қажетті жиілік диапазонында. Қондырғыларда ғана арналған анықтау үшін жиіліктік сипаттамалары интегралдық сезімталдығын қолдануға болады кең жолақты күшейткіш. Белгілей отырып жиілігін модуляция сәулелену ағынының және резонанс жиілігін өлшеу трактісінің, тиісті белгілі бір мәндерімен ішіндегі зерттелетін ауқым, өлшейді кернеу (ток) шудың Uш (Іш) және кернеу (ток) фотосигнала Uс (Іс). Анықтау үшін жиіліктік сипаттамалары интегралдық сезімталдығын орнату бойынша орындалған сызба сурет 12.10, б бойынша қайта сапқа тұрғызылады жиілікте ғана модулятор.

Сурет 12.10. Құрылымдық сұлба қондырғылардың анықтау үшін жиіліктік сипаттамаларын ФЭПП және ФПУ әдісін пайдалану кезінде жүйелі түрде (а) және параллель (б) талдау.

Спектрлік тығыздығы шу әрбір мәні үшін жиілік мына формулалар бойынша есептеледі:

U_шf= U_шi/  (12.4.1)

I_шf= I_шi/  (12.4.2)

онда Uшi және Іші – кернеу немесе ток шудың i-ші жиілігі; Dfэффi тиімді шу жолағы үшін i-ші жиілік.

Тиімді шу жолағы өлшеу трактісінің

 (5.4.3)

мұндағы Кі(f) – функция анықтайтын тәуелділікті күшейту коэффициентінің кернеу бойынша жиілігіне; Кімах – күшейту коэффициенті резонанстық жиілігі. Есептеу нәтижелері бойынша салынуда спектрін шулардың ФЭПП немесе ФПУ.

алу Үшін жиіліктік сипаттамалары сезімталдық SU=j(f) немесе SI=y(f) әрбір жиілікте есептейді тиісті сезімталдығы жатқызып, шамасын фотосигнала шамасына, құлайтын арналған ФЭПП немесе ФПУ сәулелену ағынының.

уақыт сипаттамаларын Анықтау, яғни өзінің тұрақты уақыты, уақыт өсу және уақыт құлдырау жүргізу қажет орнату, құрылымдық схемасы онда суретте келтірілген 12.11.

Рисунок 12.11. Структурная схема установки для определения временных характеристик

Сәулелену көзі (модулятор) қалыптастыруы тиіс трапецеидальные импульстер сәулелену.

rise Уақыты (t0.1 – 0.9) немесе уақыт құлдырау (t0.9 – 0.1) импульстің сәулелену ағынының секундпен қанағаттандыруы тиіс шарттары

t_{0.1 – 0.9} 0.3t, t_{0.9 – 0.1}  0.3t, (5.4.4)

мұндағы t - ең төменгі мәні өзінің тұрақты уақыты ФЭПП, көрсетілген ТШ ФЭПП нақты түрі.

Ескерту. Талаптар сақталмаған кезде (12.4.4) уақытын есептеу өсу уақыты мен құлдырау импульстің сәулелену ағынының жүргізу керек формулалар бойынша:

 

мұндағы t0.1 – 0.9 изм, t0.9 – 0.1 өзг – өлшенген мәні уақыт өсу және уақыт құлдырау өтпелі сипаттамалары;

t0.1 – 0.9 тер, t0.9 – 0.1 тер – rise уақыты мен уақыты құлдырау импульстің сәулелену ағынының.

импульстің Ұзақтығы (tимп) сәулелену ағынының талапқа сай болуы тиіс

t_имп5t (12.4.7)

Скважность импульс ағынының сәулелену тиіс көп немесе тең болса, 2. Ең жоғары деңгейі сәулелену ағынының жату керек диапазонында 5Фп дейін 100Фп, мұндағы Фп – шекті ағыны фотоқабылдағыша. Ретінде тіркеуші аспаптың әдетте пайдаланылады осциллограф с ыңғайлысы частотными сипаттамалары. Кедергісі жүктеме Rн өлшеу кезінде талаптарына сәйкес таңдайды арналған фотоқабылдағыш. Болмаған жағдайда, арнайы талаптар жүктемені таңдау қажет, сондықтан тізбектің сипаттамалары іс жүзінде ықпал ететін өзінің тұрақты уақыты фотоқабылдағыша, басқаша айтқанда,

R_н 0.05t_фр/С, (12.4.8)

онда tфр – ұзақтығы майдан импульс; С – сыйымдылық кіру орнату.

ФЭПП (ФПУ) береді импульстік ағыны, сәулелену көмегімен тіркеуші аспаптың тіркейді фотосигнал сыналатын ФЭПП (ФПУ). Көмегімен уақыт белгі немесе ауқымдағы қашау осциллограф экранында анықтайды өзінің тұрақты уақыт деңгейі бойынша 0.63 мәнінен, өсу уақыты және құлдырау деңгейі бойынша 0.1 – 0.9 (0.9 – 0.1).

Қателігі уақытын анықтау өсу мен құлдырау шегінен шықпауы тиіс интервал ±15% берілген ықтималдықпен Р=0.912.