Фотодетекторлар тавышын ничек киметергә

Фотодетекторлар тавышын ничек киметергә

Фотодетекторлар тавышы нигездә: агымдагы шау-шу, җылылык тавышы, атылган тавыш, 1 / f тавыш һәм киң полосалы тавыш һ.б. Бу классификация чагыштырмача тупас кына. Бу юлы без төрле тавышларның фотодетекторларның чыгу сигналларына йогынтысын яхшырак аңларга ярдәм итәр өчен, без шау-шу характеристикаларын һәм классификацияләрен кертәчәкбез. Тавыш чыганакларын аңлап кына без фотодетекторларның тавышын яхшырак киметә һәм яхшырта алабыз, шуның белән системаның сигнал-шу коэффициентын оптимальләштерә алабыз.

Атылган тавыш - корылма йөртүчеләрнең дискрет табигате аркасында килеп чыккан очраклы үзгәрү. Бигрәк тә фотоэлектрик эффектта, фотоннар электрон тудыру өчен фотосенсив компонентларга бәрелгәндә, бу электроннарның барлыкка килүе очраклы һәм Poisson таратуга туры килә. Атылган тавышның спектраль характеристикалары яссы һәм ешлык зурлыгыннан бәйсез, шуңа күрә ул шулай ук ​​ак тавыш дип атала. Математик тасвирлау: Тамырның уртача квадрат (RMS) бәясе атылган тавышның түбәндәгечә күрсәтелергә мөмкин:

Алар арасында:

д: Электрон корылма (якынча 1,6 × 10-19 куломб)

Идарк: Кара ток

Δf: киңлек киңлеге

Атылган тавыш ток зурлыгына пропорциональ һәм барлык ешлыкларда тотрыклы. Формулада Идар фотодиодның кара токын күрсәтә. Ягъни, яктылык булмаганда, фотодиодта кирәк булмаган кара ток тавышы бар. Фотодетекторның алгы очында туган тавыш, караңгы ток зуррак булса, фотодетектор тавышы шулкадәр зур. Караңгы ток шулай ук ​​фотодиодның икеләтә көчәнешенә тәэсир итә, ягъни эш көчәнеше никадәр зур булса, караңгы ток шулкадәр зур. Ләкин, эш көчәнеше фотодетекторның тоташу сыйдырышлыгына тәэсир итә, шуның белән фотодетекторның тизлегенә һәм киңлек киңлегенә тәэсир итә. Моннан тыш, көчәнеш көчәнеше никадәр зур булса, тизлек һәм киңлек киңлеге. Шуңа күрә, атылган шау-шу, кара ток һәм фотодиодларның киңлек киңлеге ягыннан, проект проектының таләпләренә туры китереп эшләнергә тиеш.

2. 1 / f Фликер тавышы

1 / f тавыш, шулай ук ​​ялтыравыклы тавыш, шулай ук ​​аз ешлык диапазонында була һәм материаль җитешсезлекләр яки өслек чисталыгы кебек факторлар белән бәйле. Аның спектраль характеристик схемасыннан күренгәнчә, аның спектр тыгызлыгы югары ешлык диапазонында аз ешлыклы диапазонга караганда кечерәк, һәм ешлыкның 100 тапкыр артуы өчен спектр тыгызлыгы шау-шу 10 тапкыр кими. 1 / f тавышның көч спектраль тыгызлыгы ешлыкка капма-каршы пропорциональ, ягъни:

Алар арасында:

SI (f): Көчле спектр тыгызлыгы

Мин: агым

f: ешлык

1 / f тавыш аз ешлык диапазонында мөһим һәм ешлык арта барган саен зәгыйфьләнә. Бу характеристика аны аз ешлыктагы кушымталарда төп комачаулык чыганагы итә. 1 / f тавыш һәм киң полосалы тавыш, нигездә, фотодетектор эчендәге оператив көчәйткечнең көчәнеш тавышыннан килә. Фотодетекторлар тавышына тәэсир итүче башка бик күп тавыш чыганаклары бар, мәсәлән, оператив көчәйткечләрнең электр белән тәэмин итү тавышы, агымдагы шау-шу, һәм оператив көчәйткеч схемалар алуда каршылык челтәренең җылылык тавышы.

3. Оператив көчәйткечнең көчәнеше һәм ток тавышы: көчәнеш һәм ток спектр тыгызлыгы түбәндәге рәсемдә күрсәтелгән:

Оператив көчәйткеч схемаларда ток тавышы фазалы ток тавышына һәм инвертив ток тавышына бүленә. Фазалы ток тавышы i + чыганакның эчке каршылыгы аша агыла, эквивалент көчәнеш тавышын чыгара u1 = i + * Rs. I. Шуңа күрә, яхшырак тавышны оптимальләштерү өчен, электр белән тәэмин итү тавышы (эчке каршылыкны да кертеп) оптимизация өчен төп юнәлеш булып тора. Агымдагы тавышның спектраль тыгызлыгы ешлык үзгәрүләре белән дә үзгәрми. Шуңа күрә, схема көчәйтелгәннән соң, ул, фотодиодның кара токы кебек, фотодетекторның атылган тавышын тулысынча формалаштыра.

4. Оператив көчәйткеч чылбырның табышы (көчәйтү факторы) өчен каршылык челтәренең җылылык тавышын түбәндәге формула ярдәмендә исәпләргә мөмкин:

Алар арасында:

k: Больцман даими (1,38 × 10-23J / K)

Т: Абсолют температура (К)

Р: Каршылык (охм) җылылык тавышы температура һәм каршылык бәясе белән бәйле, һәм аның спектры яссы. Формуладан күренгәнчә, каршылык бәясе никадәр зур булса, җылылык тавышы шулкадәр зур. Тирәнлек киңлеге зуррак булса, җылылык тавышы да зуррак булачак. Шуңа күрә, каршылык кыйммәте һәм киңлек киңлеге табыш таләпләренә дә, киңлек киңлеге таләпләренә дә туры килүен, һәм ахыр чиктә түбән тавыш яки югары сигнал-шу коэффициентын таләп итү өчен, системаның идеаль сигнал-шу коэффициентына ирешү өчен, реаль резисторларны сайлау җентекләп каралырга һәм бәяләнергә тиеш.

Аннотация

Тавышны яхшырту технологиясе фотодетекторларның һәм электрон җайланмаларның эшләвен көчәйтүдә мөһим роль уйный. Highгары төгәллек түбән тавышны аңлата. Технология югары төгәллек таләп иткәнгә, шау-шу, сигнал-шу коэффициенты, һәм фотодетекторларның эквивалент тавыш көче таләпләре дә арта бара.