Fotodetektagailuaren sistema-erroreen azterketa

Fotodetektagailuaren sistema-erroreen azterketa

I. Sarrera sistema-erroreen eragin-faktoreei buruzFotodetektagailua

Errore sistematikorako kontuan hartu beharreko gauza espezifikoak hauek dira: 1. Osagaien hautaketa:fotodiodoak, eragiketa-anplifikadoreak, erresistentziak, kondentsadoreak, ADC-ak, elikatze-iturrien zirkuituak eta erreferentziako tentsio-iturriak. 2. Lan-ingurunea: Tenperaturaren eta hezetasunaren eragina, etab. 3. Sistemaren fidagarritasuna: Sistemaren egonkortasuna, EMC errendimendua.

Ii. Fotodetektagailuen sistema-erroreen azterketa

1. Fotodiodoa: Bateandetekzio fotoelektrikoasistema, fotodiodoen eragina erroreetansistema fotoelektrikoabatez ere alderdi hauetan agertzen da:

(1) Sentikortasuna (S)/ Bereizmena: Irteerako seinalearen (tentsioa/korrontea) △y gehikuntzaren eta △y irteerako gehikuntza eragiten duen sarrerako △x gehikuntzaren arteko erlazioa. Hau da, s=△y/△x. Sentikortasuna/bereizmena sentsorearen hautaketarako baldintza nagusia da. Parametro hau bereziki agertzen da fotodiodoen korrelazio zuzenean iluntasun-korronte gisa, eta fotodetektagailuen agerpen espezifikoan zarata-potentzia baliokide (NEP) gisa. Beraz, errore sistematikoaren analisi oinarrizkoenak eskatzen du sentikortasuna (S)/bereizmena errore-eskakizun erreala baino handiagoa izan behar dela sistema fotoelektriko osoaren errore-eskakizunak betetzeko, geroago aipatutako faktoreek eragindako errore-eragina ere kontuan hartu behar baita.

(2) Linealtasuna (δL): Fotodetektagailuaren irteeraren eta sarreraren arteko erlazio kuantitatiboen linealtasun maila. yfs eskala osoko irteera da, eta △Lm linealtasunaren desbideratze maximoa. Hau bereziki fotodetektagailuaren linealtasunean eta saturazio linealeko argi-potentzian agertzen da.

(3) Egonkortasuna/Errepikagarritasuna: Fotodetektagailuak irteeraren inkoherentzia du sarrera ausazko berarentzat, eta hori errore ausazkoa da. Aurrera eta atzerako mugimenduen desbideratze maximoa hartzen da kontuan.

(4) Histeresia: Fotodetektagailu baten sarrera-irteerako kurba karakteristikoak aurrera eta atzerako mugimenduan gainjartzen ez diren fenomenoa.

(5) Tenperatura-desbideratzea: Tenperaturan 1 ℃-ko aldaketa bakoitzak fotodetektagailuaren irteera-aldaketan duen eragina. Tenperatura-desbideratzeak eragindako tenperatura-desbideratze △Tm lan-inguruneko tenperatura-tartearen △T tenperatura-desbideratze kalkuluaren bidez kalkulatzen da.

(6) Denbora-desbideratzea: Fotodetektagailu baten irteera denboran zehar aldatzen den fenomenoa, sarrera-aldagaia aldatu gabe dagoenean (kausak gehienbat bere osaera-egituran izandako aldaketen ondoriozkoak dira). Fotodetektagailuak sisteman duen desbideratze-eragin osoa bektore-baturaren bidez kalkulatzen da.

2. Anplifikadore operazionalak: Sistemaren errorean eragina duten parametro nagusiak Anplifikadore operazionalak Offset tentsioa Vos, Vos tenperatura desbideratzea, sarrerako offset korrontea Ios, Ios tenperatura desbideratzea, sarrerako polarizazio korrontea Ib, sarrerako inpedantzia, sarrerako kapazitantzia, zarata (sarrerako tentsioaren zarata, sarrerako korrontearen zarata) Diseinuko irabaziaren zarata termikoa, elikatze-iturriaren ukapen-erlazioa (PSRR), modu komunaren ukapen-erlazioa (CMR), begizta irekiko irabazia (AoL), irabazi-banda-zabalera produktua (GBW), aldaketa-tasa (SR), ezartze-denbora, distortsio harmoniko osoa.

Anplifikadore operazionalen parametroak fotodiodoen hautaketa bezain sistemaren osagai garrantzitsuak diren arren, espazio mugak direla eta, parametroen definizio eta deskribapen espezifikoak ez dira hemen azalduko. Fotodetektagailuen benetako diseinuan, parametro horien eragina errore sistematikoetan ebaluatu beharko litzateke. Parametro guztiek ez dute eragin handirik izan zure proiektuaren eskakizunetan, baina aplikazioaren benetako eszenatokien eta eskaera desberdinen arabera, goiko parametroek eragin desberdinak izango dituzte errore sistematikoetan.

Operazio-anplifikadoreentzako parametro asko daude. Seinale mota desberdinetarako, errore sistematikoak eragiten dituzten parametro nagusiak DC eta AC seinaleetan zentratu daitezke: DC seinale aldakorrak Sarrerako desplazamendu-tentsioa Vos, Vos tenperatura-desiratzen, sarrerako desplazamendu-korrontea Ios, sarrerako polarizazio-korrontea Ib, sarrerako inpedantzia, zarata (sarrerako tentsio-zarata, sarrerako korronte-zarata, diseinu-irabaziaren zarata termikoa), elikatze-iturriaren ukapen-erlazioa (PSRR), modu komunaren ukapen-erlazioa (CMRR). AC aldakuntza-seinalea: Goiko parametroez gain, honako hauek ere kontuan hartu behar dira: sarrerako kapazitantzia, begizta irekiko irabazia (AoL), irabazi-banda-zabalera produktua (GBW), aldaketa-tasa (SR), ezartze-denbora eta distortsio harmoniko osoa.