Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ишанин Г.Г. Источники и приемники излучения (1991).pdf
Скачиваний:
610
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
10.9 Mб
Скачать

шума /ш (/) и напряжения шума по частотам (спектр мощности шума). Они позволяют правильно выбрать частоту модуляции сигнала и полосу пропускания электронного тракта так, чтобы уменьшить влияние собственных шумов ПИ. У фоторезисторов до частоты 1000 Гц преобладает токовый шум, от 1000 до 10 000 Гц генерационно-рекомбинационный, свыше 10 000 Гц действуют в основном тепловой и радиационный шумы. У фотодиодов в ди­ апазоне от 20 до 100 Гц токовый шум значительно уменьшается.

Т е м п е р а т у р н ы е х а р а к т е р и с т и к и опреде­ ляют изменение различных параметров ПИ в зависимости от из­

менения температуры его чувствительной площадки R (Г);

/ (Г);

5

(Г); (Г);

Vm (Г);

D*

(Т)

и

т.

д.

 

 

 

 

 

К в р е м е н н ы м и п р о с т р а н с т в е н н ы м х а р а к ­

т е р и с т и к а м

ПИ

относят угловую характеристику чувст­

вительности 5 (0),

где

0 — угол

 

падения

излучения

на

ПИ;

зависимость

чувствительности

от

положения

светового

зонда

на

светочувствительном

элементе — зонную

характеристику

S (х у)\

для

координатных

приемников — координатные

ха­

рактеристики

Увых (х)>

Увы* (у), определяющие

зависимость вы­

ходного

сигнала приемника от

положения

пятна на

чувстви­

тельном

слое; временной

дрейф

нулевой точки координатного

приемника — смещение нулевой точки координатной характерис­ тики при постоянной температуре в течение заданного интервала времени; зависимости изменения параметров ПИ во времени, характеризующие их стабильность.

§3.3. Пересчет параметров приемников излучения

Вреальных условиях работы на ПИ падает поток излучения от объекта, отличающийся по своему спектральному составу от потока излучения, который использовался при измерении его паспортных данных, так как температура, спектральные коэффи­ циенты теплового излучения и пути прохождения излучения в воз­ душной среде от объекта и паспортного источника различны. Для неселективных ПИ, у которых спектральная чувствительность постоянна (Sx (X) = 1), сигнал на выходе пропорционален потоку излучения независимо от его спектрального состава. Если же ПИ селективен, то такие его параметры по паспорту, как SHHT, Sv, 5/, Ф п, Фпь Ф£, D*, зависящие от спектрального распределения излучения источника, надо пересчитывать для реального излуче­ ния объекта.

Пересчет параметров ПИ, заданных в световых величинах, в энергетические по одному и тому же источнику излучения

Интегральная чувствительность. Дано S*™ (А/лм). Опре­ делить Shht е (А/Вт).

Сигнал от ПИ при освещении заданным паспортным источником I = SHHTOy,

где SHHT — интегральная

токовая чувствительность

ПИ по

пас­

портному

источнику,

А/лм; Ф у — световой

поток

паспортного

источника, падающий на ПИ, лм.

 

 

 

 

По тому же паспортному источнику этот же сигнал от потока

излучения Ф е

(Вт) через

интегральную

чувствительность

ПИ

5Инт е (А/Вт)

/

= SHHTeO e. Поток излучения

и световой поток

связаны

между

собой

так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фу = 683хгФ е,

 

 

 

 

где хг — коэффициент

использования глазом

потока

излучения.

Из условия

равенства

сигналов

 

 

 

 

 

 

 

5инт е®е =

^инт^У == 683хРФ е5инт,

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*^инт е = 5инт683хр.

 

 

 

(3.2)

Пороговый поток и обнаружительная способность. Дано

Ф пу,

D v. Определить Ф пе, D e.

 

 

 

 

 

Запишем

выражение для тока шума

через 5интеФ пв и 5ИНТ,

причем оно постоянно, так как записано для одного и того же ПИ,

/ш = ФпУ^инт == Фпе^инт е•

Отсюда

 

 

 

Фдв == ФгтУ^инт/5 инт е%

 

 

 

а о учетом выражения (3.2)

 

 

 

 

 

 

 

Фпе = Ф пу/683иг

 

 

 

или для обнаружительной способности

 

 

 

 

 

 

D e = DySSSytpt

 

 

 

 

П р и м е р .

Пересчитать интегральную

чувствительность

и

пороговый поток

германиевого

фотодиода из световых

величин

в

энергетические.

Параметры

фотодиода

следующие:

Sx

=

=

20 мА/лм; Ф пу =

2 X 10-9

лм; температура источника,

по

которому производилась паспортизация, 2854 К; его световая от­

дача Кц = 683хг = 20 лм/Вт.

Находим:

•S/e — 5/683хр =

20 х

20 = 400 мА/лм;

ф м = Ф пу/(683яг) =

2 х

10-9/20 = 10_ш Вт.

Пересчитаем световую характеристику фототока ПИ, заданную в световых величинах, 1фу — f (Фу) в энергетическую характери­ стику фототока ПИ в энергетических величинах /фе = / (Фв):

/ф. = /(Ф в) = /[Фк/(б83хг)].

Пересчет параметров ПИ, заданных в энергетических единицах по одному источнику (паспортному),

в параметры, заданные в энергетических единицах по другому (произвольному) источнику

Интегральная чувствительность. Дано S H H T <? п о

одному (пас­

портному) источнику. Определить

по

произвольному ис­

точнику.

 

 

 

Согласно выражению (3.1) 5ИНт =

*5\тахи,

где

х — коэффи­

циент использования потока излучения данного источника дан­ ным ПИ; Sxmax — максимальная абсолютная спектральная чув­

ствительность ПИ.

 

 

 

 

Для

первого

источника (паспортного)

 

 

 

 

<S(IHV0

= = * ^ ^ т а х ^

>

( 3 * 3 )

для

второго

источника (произвольного)

 

 

 

 

Suave =

9

(3.4)

где к1 и хп — коэффициенты

использования потока

излучения

первого и второго источников ПИ.

 

 

Отсюда с учетом выражений (3.3) и (3.4)

 

 

 

 

5ин<ре =

5инт *Х

IК Л

(3*5)

Пороговый поток и обнаружительная способность.

Дано Фп*

и D\ по первому (паспортному) источнику. Определить

Ф ^ и D J1

по произвольному источнику.

 

 

 

Можно записать одно и то же выражение для тока шума ПИ

через Sннт в» Фпв

и через 5инт

Фпс*

 

 

 

 

/ ш =

Фпс*5Ин®е —

 

 

 

/ * =

®n\S1L e = ®neSbm&xKU.

 

Отсюда Фдв = Фпв*1/* 11; обнаружительная способность D 11 = = D 1K 11/K 1.

Пересчет параметров ПИ, заданных в световых единицах по одному (паспортному) источнику,

в параметры, заданные в световых единицах по произвольному источнику

Интегральная чувствительность. Дано

S h h t f (А/лм). Опре­

делить S hht V

(А/лм).

 

 

 

 

 

 

Из выражений (3.2) и (3.5)

 

 

 

 

 

О П

_

d

ч"

_

d

683хУ

_

5интv “ I P "

- ^ иит‘ “

б 8

^г ”

b m n V ~ m W

S H H » V = S H H T У ^ г Х П / ( х ” х ' ) ,