Analisis Ralat Sistem Photodetector

Analisis Ralat Sistem Photodetector

I. Pengenalan kepada Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Ralat Sistem dalamPengesan foto

Pertimbangan khusus untuk ralat sistematik termasuk: 1. Pemilihan komponen:fotodiod, penguat operasi, perintang, kapasitor, ADC, ics bekalan kuasa dan sumber voltan rujukan. 2. Persekitaran kerja: Pengaruh suhu dan kelembapan, dsb. 3. Kebolehpercayaan sistem: Kestabilan sistem, prestasi EMC.

ii. Analisis Ralat Sistem Pengesan Foto

1. Fotodiod: Dalam apengesanan fotoelektriksistem, pengaruh fotodiod pada ralatsistem fotoelektrikterutamanya ditunjukkan dalam aspek berikut:

(1) Kepekaan (S)/ Resolusi: Nisbah kenaikan isyarat output (voltan/arus) △y kepada kenaikan input △x yang menyebabkan kenaikan output △y. Iaitu, s=△y/△x. Kepekaan/peleraian ialah syarat utama untuk pemilihan sensor. Parameter ini ditunjukkan secara khusus dalam korelasi langsung fotodiod sebagai arus gelap, dan dalam manifestasi khusus photodetector sebagai kuasa setara hingar (DEB). Oleh itu, analisis ralat sistematik yang paling asas memerlukan sensitiviti (S)/ resolusi mestilah lebih tinggi daripada keperluan ralat sebenar untuk memenuhi keperluan ralat keseluruhan sistem fotoelektrik, kerana kesan ralat yang disebabkan oleh faktor-faktor yang dinyatakan kemudian juga perlu dipertimbangkan.

(2) Kelinearan (δL): Tahap kelinearan perhubungan kuantitatif antara output dan input pengesan foto. yfs ialah keluaran skala penuh, dan △Lm ialah sisihan maksimum lineariti. Ini ditunjukkan secara khusus dalam kelinearan dan kuasa cahaya ketepuan linear pengesan foto.

(3) Kestabilan/Kebolehulangan: Pengesan foto mempunyai ketidakkonsistenan output untuk input rawak yang sama, yang merupakan ralat rawak. Sisihan maksimum lejang ke hadapan dan belakang dipertimbangkan.

(4) Histeresis: Fenomena di mana lengkung ciri input-output pengesan foto tidak bertindih semasa perjalanan ke hadapan dan belakangnya.

(5) Hanyutan suhu: Pengaruh setiap perubahan suhu 1 ℃ pada perubahan output pengesan foto. Sisihan hanyutan suhu △Tm yang disebabkan oleh hanyutan suhu dikira melalui pengiraan hanyutan suhu julat suhu persekitaran kerja △T.

(6) Time drift: Fenomena di mana output pengesan foto berubah dari semasa ke semasa apabila pembolehubah input kekal tidak berubah (punca kebanyakannya disebabkan oleh perubahan dalam struktur komposisinya sendiri). Pengaruh sisihan komprehensif pengesan foto pada sistem dikira melalui jumlah vektor.

2. Penguat kendalian: Parameter Utama yang Mempengaruhi ralat Sistem Penguat Operasi Mengimbangi voltan Vos, hanyut suhu Vos, arus mengimbangi input Ios, hanyut suhu Ios, arus pincang input Ib, galangan input, kemuatan input, hingar (bunyi voltan input, hingar arus input) Bunyi terma perolehan reka bentuk, nisbah penolakan penolakan bekalan kuasa (PSRR), nisbah penolakan penolakan bekalan kuasa (PSRR), biasa-penolakan penolakan bekalan kuasa (LMO) produk lebar jalur keuntungan (GBW), kadar slew (SR), masa penubuhan, herotan harmonik total.

Walaupun parameter penguat operasi adalah sama pentingnya dengan komponen sistem seperti pemilihan fotodiod, disebabkan keterbatasan ruang, takrifan dan penerangan parameter khusus tidak akan dihuraikan di sini. Dalam reka bentuk sebenar pengesan foto, pengaruh parameter ini pada ralat sistematik semuanya harus dinilai. Walaupun tidak semua parameter mungkin mempunyai kesan yang ketara pada keperluan projek anda, bergantung pada senario aplikasi sebenar dan permintaan yang berbeza, parameter di atas akan mempunyai kesan yang berbeza pada ralat sistematik.

Terdapat banyak parameter untuk penguat operasi. Untuk jenis isyarat yang berbeza, parameter utama yang menyebabkan ralat sistematik boleh difokuskan pada isyarat DC dan AC: Isyarat pembolehubah DC Voltan mengimbangi input Vos, Hanyutan suhu Vos, arus mengimbangi input Ios, arus pincang input Ib, galangan input, hingar (bunyi voltan input, bunyi arus masukan, bunyi terma perolehan reka bentuk), nisbah penolakan bekalan kuasa (PSRR), nisbah penolakan mod biasa (CMRR). Isyarat variasi ac: Selain parameter di atas, perkara berikut juga perlu dipertimbangkan: kemuatan input, keuntungan gelung terbuka (AoL), produk lebar jalur keuntungan (GBW), kadar slew (SR), masa penubuhan dan herotan harmonik total.