Bagaimana untuk mengurangkan bunyi pengesan foto
Bunyi pengesan foto terutamanya termasuk: hingar semasa, hingar terma, hingar tembakan, hingar 1/f dan hingar jalur lebar, dsb. Pengelasan ini hanyalah satu yang agak kasar. Kali ini, kami akan memperkenalkan ciri dan klasifikasi hingar yang lebih terperinci untuk membantu semua orang memahami dengan lebih baik kesan pelbagai jenis hingar pada isyarat keluaran pengesan foto. Hanya dengan memahami sumber hingar kami boleh mengurangkan dan menambah baik bunyi pengesan foto, dengan itu mengoptimumkan nisbah isyarat kepada hingar sistem.
Bunyi tangkapan ialah turun naik rawak yang disebabkan oleh sifat diskret pembawa caj. Terutamanya dalam kesan fotoelektrik, apabila foton menyerang komponen fotosensitif untuk menjana elektron, penjanaan elektron ini adalah rawak dan mematuhi taburan Poisson. Ciri-ciri spektrum bunyi tembakan adalah rata dan bebas daripada magnitud frekuensi, dan oleh itu ia juga dipanggil hingar putih. Perihalan matematik: Nilai punca purata kuasa dua (RMS) bagi bunyi pukulan boleh dinyatakan sebagai:
Antaranya:
e: Caj elektronik (kira-kira 1.6 × 10-19 coulomb)
Idark: Arus gelap
Δf: Lebar jalur
Bunyi tangkapan adalah berkadar dengan magnitud arus dan stabil pada semua frekuensi. Dalam formula, Idark mewakili arus gelap fotodiod. Iaitu, jika tiada cahaya, fotodiod mempunyai bunyi arus gelap yang tidak diingini. Oleh kerana bunyi yang wujud di hujung hadapan pengesan foto, semakin besar arus gelap, semakin besar bunyi pengesan foto. Arus gelap juga dipengaruhi oleh voltan kendalian pincang fotodiod, iaitu, semakin besar voltan kendalian pincang, semakin besar arus gelap. Walau bagaimanapun, voltan kerja pincang juga mempengaruhi kapasitansi simpang pengesan foto, dengan itu mempengaruhi kelajuan dan lebar jalur pengesan foto. Lebih-lebih lagi, lebih besar voltan pincang, lebih besar kelajuan dan lebar jalur. Oleh itu, dari segi bunyi pukulan, arus gelap dan prestasi lebar jalur fotodiod, reka bentuk yang munasabah harus dijalankan mengikut keperluan projek sebenar.
2. 1/f Bunyi Kelipan
Bunyi 1/f, juga dikenali sebagai hingar kelipan, terutamanya berlaku dalam julat frekuensi rendah dan berkaitan dengan faktor seperti kecacatan bahan atau kebersihan permukaan. Daripada rajah ciri spektrumnya, dapat dilihat bahawa ketumpatan spektrum kuasanya jauh lebih kecil dalam julat frekuensi tinggi berbanding dalam julat frekuensi rendah, dan untuk setiap 100 kali peningkatan frekuensi, hingar ketumpatan spektrum berkurangan secara linear sebanyak 10 kali. Ketumpatan spektrum kuasa bunyi 1/f adalah berkadar songsang dengan frekuensi, iaitu:
Antaranya:
SI(f): Ketumpatan spektrum kuasa hingar
Saya: Semasa
f: Kekerapan
Bunyi 1/f adalah ketara dalam julat frekuensi rendah dan semakin lemah apabila frekuensi meningkat. Ciri ini menjadikannya sumber utama gangguan dalam aplikasi frekuensi rendah. Bunyi 1/f dan bunyi jalur lebar terutamanya datang daripada bunyi voltan penguat operasi di dalam pengesan foto. Terdapat banyak sumber hingar lain yang mempengaruhi hingar pengesan foto, seperti hingar bekalan kuasa penguat operasi, hingar semasa, dan hingar terma rangkaian rintangan dalam perolehan litar penguat operasi.
3. Bunyi voltan dan arus penguat kendalian: Ketumpatan spektrum voltan dan arus ditunjukkan dalam rajah berikut:
Dalam litar penguat kendalian, hingar arus dibahagikan kepada hingar arus dalam fasa dan hingar arus terbalik. Bunyi arus dalam fasa i+ mengalir melalui rintangan dalaman sumber Rs, menghasilkan bunyi voltan yang setara u1= i+*Rs. I- Bunyi arus songsang mengalir melalui perintang setara keuntungan R untuk menghasilkan hingar voltan setara u2= I-* R. Jadi apabila RS bekalan kuasa besar, hingar voltan yang ditukar daripada hingar semasa juga sangat besar. Oleh itu, untuk mengoptimumkan bunyi yang lebih baik, hingar bekalan kuasa (termasuk rintangan dalaman) juga merupakan arah utama untuk pengoptimuman. Ketumpatan spektrum bunyi semasa tidak berubah dengan variasi frekuensi sama ada. Oleh itu, selepas dikuatkan oleh litar, ia, seperti arus gelap fotodiod, secara menyeluruh membentuk bunyi pukulan pengesan foto.
4. Bunyi terma rangkaian rintangan untuk keuntungan (faktor penguatan) litar penguat kendalian boleh dikira menggunakan formula berikut:
Antaranya:
k: Pemalar Boltzmann (1.38 × 10-23J/K)
T: Suhu Mutlak (K)
R: Rintangan (ohms) hingar haba berkaitan dengan suhu dan nilai rintangan, dan spektrumnya adalah rata. Ia boleh dilihat dari formula bahawa lebih besar nilai rintangan keuntungan, lebih besar bunyi haba. Lebih besar lebar jalur, lebih besar bunyi haba juga. Oleh itu, untuk memastikan bahawa nilai rintangan dan nilai lebar jalur memenuhi kedua-dua keperluan keuntungan dan keperluan lebar jalur, dan akhirnya juga menuntut bunyi yang rendah atau nisbah isyarat-ke-bunyi yang tinggi, pemilihan perintang keuntungan perlu dipertimbangkan dan dinilai dengan teliti berdasarkan keperluan projek sebenar untuk mencapai nisbah isyarat-ke-bunyi yang ideal bagi sistem.
Ringkasan
Teknologi penambahbaikan bunyi memainkan peranan penting dalam meningkatkan prestasi pengesan foto dan peranti elektronik. Ketepatan tinggi bermaksud bunyi yang rendah. Memandangkan teknologi memerlukan ketepatan yang lebih tinggi, keperluan untuk hingar, nisbah isyarat kepada hingar, dan kuasa hingar setara bagi pengesan foto juga semakin tinggi.
Masa siaran: Sep-22-2025