Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Курсовой проект - Источники и приемники оптического излучения - файл 1.doc


Курсовой проект - Источники и приемники оптического излучения
скачать (1589.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc1590kb.24.11.2011 10:41скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство общего и профессионального

образования РФ

МЭИ

(технический университет )

Филиал в г. Смоленск
Кафедра ОЭС

Курсовая работа по курсу

«Источники и приемники оптического

излучения»

Преподаватель: к.т.н., доцент Нюбин В.В.

Группа: ОЭС-2-95

Студент: Козлов И.В.

Вариант: 4



г. Смоленск 2000 г.

Анотация



В данной курсовой работе производился расчет фотоприемного устройства.

Определили уровень собственных шумов двух приемников излучения, выбрали из них оптимальный. Для него определили минимальное значение потока источника излучения и освещенность на чувствительной поверхности, на которые реагирует приемник. Рассчитали схему включения приемника излучения и схемы предварительных усилителей на полевом транзисторе и операционном усилителе.
Введение.
Несмотря на возможность усиления сколь угодно малых сигналов до практически любой величины, все же их не всегда удается зарегистрировать из-за хаотических флуктуаций или шумов. На выходе любой системы, состоящей из приемника и усилителя, обычно существует определенный уровень шумов. Этот шум определяет нижний предел энергии, которая еще может быть обнаружена.

Любая величина, характеризующая работу приемника излучения ( напряжение, ток, сопротивление и т.д. ), флуктуирует по случайному закону около своего среднего значения . Эта флуктуация и есть то, что мы называем собственным или внутренним шумом приемника [1].

Распределение в поле яркости предметов носит так же случайный характер, а значит в процессе сканирования на выходе приемника излучения появляется сигнал, характеризующийся также случайным распределением. Этот сигнал принято называть шумом фона.

Следует отметить, что усилитель и его входная цепь шумит тоже тем самым увеличивая общий уровень шумов прибора.

Процесс регистрации сигнала при наличие шумов требует предварительного знания отличительных признаков сигнала и шума . Исследование этих признаков позволяет решить задачу обнаружения - ответить на вопрос о наличие или отсутствии сигнала . Обычно ответ носит вероятностный характер, т.е. существует определенная вероятность ложного решения. Это связано с тем, что любой признак или свойство в той или иной степени присуще как сигналу, так и шуму [1].

Шум является случайной функцией и неизвестно какой конкретный вид она примет в результате опыта. Шум нельзя изобразить в виде графика, начертить можно лишь ее конкретную реализацию. Аргументом случайной величины может как время, так и пространственные координаты, а также случайные функции могут зависеть и от нескольких аргументов.

При разработке того или иного прибора необходимо, чтобы уровень шумов определялся источником сигнала. Например, если источником сигнала в элементарной части тракта прибора является приемник излучения, то именно шум, генерируемый приемником, должен быть преобладающим .

При разработке достаточно сложных приборов необходимо стремится к тому, чтобы свести до минимума все шумы, увеличивающие шум источника сигнала.

Для выполнения задания использованы следующие исходные данные :

  1. Площадь чувствительной поверхности…………1 мм2

  2. ИИ вольфрамовый с температурой……………2100 К

  3. Верхняя граничная частота………………………9 кГц

1. Определение уровня собственных шумов оптимального ПИ.
Для определения уровня собственных шумов оптимального ПИ выберем следующие типы из |1|. Характеристики выбранных ПИ приведены в табл.1.

Таблица 1.

Тип ПИ

Рабочая температура, К

Темновое сопротивление МОм на квадр.

Температура АЧТ, К.

Удельная вольтовая чувств., см2/Вт

Dm*(), смГц1/2Вт-1

f1, Гц

PbSe

293

3

573

0.5

2109

1000

PbS

77

10

573

400

11011

100


Уровень собственных шумов ПИ определяется в полосе частот, которая задана верхней fв и нижней fн граничными частотами. Расчет уровня собственных шумов ПИ произведем по формуле :

, (1.1)

где SU,ИИ – интегральная вольтовая чувствительность ;

АЧ.П. – площадь чувствительной поверхности ПИ;

Dmax* - îïòèìàëüíàÿ обнаружительная способность;

fв – верхняя граничная частота;

fн – нижняя граничная частота;

f1 – частота, на которой токовый шум сравнивается с остальными

шумами.

Интегральная вольтовая чувствительность должна быть раcчитана в энергетических SU,ИИ,Е и в световых величинах SU,ИИ,V . Формулы расчета вольтовой чувствительности в световых и энергетических величинах приведены ниже:

, (1.2)

, (1.3)

где Smax – максимальная абсолютная спектральная чувствительность;

mии() – спектральная плотность светимости ИИ;

S() – спектральная чувствительность ПИ;

V() – относительная спектральная световая эффективность.

Максимальная абсолютная спектральная чувствительность находится по формуле:

, (1.4)

где mТ() – спектральная плотность светимости для черного тела (Т=2100К).

Спектральная плотность светимости ИИ и ПИ определяется по формуле Планка:

, (1.5)

где С1=3,74210-16 Втм2;

С2=1,43910-2 мК;

 - длина волны;

Т – температура.
Величину SU,T можно определить по формуле:

, (1.6)

где Su0 – удельная вольтовая чувствительность ПИ;

Uфр – напряжение приложенное к ПИ;
Напряжение на фоторезисторе определим по формуле:

, (1.7)

где p0 – удельная рассеиваемая мощность;

RТ – темновое сопротивление ПИ.
Подставляя исходные данные и данные из табл.1 в формулы (1.6) и (1.7) получим:

  1. для PbSe:

В

В/Вт



  1. для PbS:

В

В/Вт
В формулах (1.2) – (1.4) заменим интегрирование на суммирование, в результате получим:

, (1.8) , (1.9)

, (1.10)

где i – излучательная способность вольфрама при длине волны i;

 - интервал длин волн при суммировании;

 - постоянная Больцмана (=5,6710-8 Втм-2К-4);

Та.ч.п. – температура АЧТ, по отношению к которой определена чувствительность.
Графики относительной спектральной чувствительности обоих ПИ приведены на рис.1.


Рис.1 Графики относительной спектральной чувствительности ПИ PbSe и PbS.
График спектрального коэффициента излучения вольфрама для рабочей температуре источника излучения ИИ (Т= 2100 К) приведены на рис 2. Кривая относительной спектральной световой эффективности приведена на рис.3.


Рис. 2 График спектрального коэффициента излучения вольфрама для рабочей температуры источника излучения ИИ (Т= 2100 К)



Рис.3 Кривая относительной спектральной световой эффективности

Подставляя численные данные в формулы (1.5), (1.8)-(1.10) получим:

1) Пример расчета для PbS:
Вт/м3

Вт/м3

Вт/м2

mии,S= 0,460110-2= 8.541104 Вт/м3

mии,= 0,460= 8.541 106 Вт/м3

mии,V== 0,460 410-5 = 1.323 104 лм/м3

mТ, S=6.85610-20110-2= 6.85610-22 Вт/м3


Результаты расчетов приведены в табл.2 – 4. Суммирование произведений mии,S, mии,, mТ, S производилось через интервал =100 нм. Суммирование произведений mии,V производилось через интервал =10 нм. Т.о. используя данные табл.2-4 получим следующее:
В/Вт

В/Вт
В/лм


2) Пример расчета для PbSe:
Вт/м3

Вт/м3

Вт/м2

mии,S= 0,460110-2=1.033 103 Вт/м3

mии,= 0,460= 8.541 106 Вт/м3

mии,V== 0,460 410-5 = 1.323 104 лм/м3

mТ, S= 8.29610-201.210-2=8.29610-22 Вт/м3

Результаты расчетов приведены в табл.2 – 4. Суммирование производилось аналогично PbS. Т.о. используя данные табл.2-4 получим следующее:
В/Вт
В/Вт
В/лм
Таблица 2.


, мкм

S1, o.e.

S2, o.e.

m1, Вт/ м3

m2, Вт/м3

S1m1, Вт/м3

S2m2, Вт/м3

3.000E+02

1.210E-02

1.000E-02

6.856E-20

6.856E-20

8.296E-22

6.856E-22

4.000E+02

3.160E-02

1.500E-02

1.992E-11

1.992E-11

6.294E-13

2.988E-13

5.000E+02

4.680E-02

1.900E-02

1.851E-06

1.851E-06

8.663E-08

3.517E-08

6.000E+02

6.760E-02

2.200E-02

3.211E-03

3.211E-03

2.171E-04

7.064E-05

7.000E+02

8.540E-02

3.000E-02

5.867E-01

5.867E-01

5.011E-02

1.760E-02

8.000E+02

1.050E-01

3.500E-02

2.666E+01

2.666E+01

2.799E+00

9.331E-01

9.000E+02

1.320E-01

4.300E-02

4.839E+02

4.839E+02

6.387E+01

2.081E+01

1.000E+03

1.410E-01

5.200E-02

4.652E+03

4.652E+03

6.560E+02

2.419E+02

1.100E+03

1.680E-01

6.500E-02

2.832E+04

2.832E+04

4.758E+03

1.841E+03

1.200E+03

1.830E-01

8.000E-02

1.228E+05

1.228E+05

2.248E+04

9.827E+03

1.300E+03

1.940E-01

9.500E-02

4.117E+05

4.117E+05

7.987E+04

3.911E+04

1.400E+03

2.330E-01

1.100E-01

1.129E+06

1.129E+06

2.632E+05

1.242E+05

1.500E+03

2.510E-01

1.300E-01

2.645E+06

2.645E+06

6.638E+05

3.438E+05

1.600E+03

2.800E-01

1.550E-01

5.453E+06

5.453E+06

1.527E+06

8.452E+05

1.700E+03

3.280E-01

1.800E-01

1.014E+07

1.014E+07

3.325E+06

1.825E+06

1.800E+03

3.620E-01

2.100E-01

1.730E+07

1.730E+07

6.264E+06

3.634E+06

1.900E+03

4.080E-01

2.400E-01

2.752E+07

2.752E+07

1.123E+07

6.604E+06

2.000E+03

4.800E-01

2.800E-01

4.123E+07

4.123E+07

1.979E+07

1.154E+07

2.100E+03

5.270E-01

3.150E-01

5.874E+07

5.874E+07

3.096E+07

1.850E+07

2.200E+03

5.660E-01

3.550E-01

8.016E+07

8.016E+07

4.537E+07

2.846E+07

2.300E+03

6.310E-01

3.900E-01

1.054E+08

1.054E+08

6.653E+07

4.112E+07

2.400E+03

6.660E-01

4.250E-01

1.343E+08

1.343E+08

8.945E+07

5.708E+07

2.500E+03

7.120E-01

4.550E-01

1.664E+08

1.664E+08

1.185E+08

7.573E+07

2.600E+03

7.600E-01

4.900E-01

2.013E+08

2.013E+08

1.530E+08

9.864E+07

2.700E+03

8.060E-01

5.150E-01

2.384E+08

2.384E+08

1.921E+08

1.228E+08

2.800E+03

8.520E-01

5.450E-01

2.771E+08

2.771E+08

2.360E+08

1.510E+08

2.900E+03

8.910E-01

5.850E-01

3.167E+08

3.167E+08

2.822E+08

1.853E+08

3.000E+03

9.210E-01

6.200E-01

3.568E+08

3.568E+08

3.286E+08

2.212E+08

3.100E+03

9.430E-01

6.550E-01

3.968E+08

3.968E+08

3.742E+08

2.599E+08

3.200E+03

9.550E-01

6.900E-01

4.361E+08

4.361E+08

4.165E+08

3.009E+08

3.300E+03

9.840E-01

7.250E-01

4.743E+08

4.743E+08

4.667E+08

3.439E+08

3.400E+03

9.910E-01

7.600E-01

5.111E+08

5.111E+08

5.065E+08

3.884E+08

3.500E+03

1.000E+00

8.000E-01

5.461E+08

5.461E+08

5.461E+08

4.369E+08

3.600E+03

9.910E-01

8.300E-01

5.790E+08

5.790E+08

5.738E+08

4.806E+08

3.700E+03

9.630E-01

8.700E-01

6.098E+08

6.098E+08

5.872E+08

5.305E+08

3.800E+03

9.251Е-01

9.000E-01

6.381E+08

6.381E+08

5.90E+08

5.743E+08

3.900E+03

8.873E-01

9.250E-01

6.640E+08

6.640E+08

5.891E+08

6.142E+08

4.000E+03

8.492E-01

9.500E-01

6.875E+08

6.875E+08

5.839E+08

6.531E+08

4.100E+03

8.119E-01

9.750E-01

7.084E+08

7.084E+08

5.748E+08

6.907E+08

4.200E+03

7.745E-01

9.900E-01

7.268E+08

7.268E+08

5.622E+08

7.195E+08

4.300E+03

7.354E-01

9.980E-01

7.428E+08

7.428E+08

5,464E+08

7.413E+08

4.400E+03

6.998E-01

1.000E+00

7.564E+08

7.564E+08

5,278E+08

7.564E+08

4.500E+03

6.601E-01

9.000E-01

7.678E+08

7.678E+08

5,066E+08

6.910E+08

4.600E+03

5.703E-01

8.200E-01

7.770E+08

7.770E+08

4.778E+08

6.371E+08

4.700E+03

4.965E-01

5.500E-01

7.841E+08

7.841E+08

4.471E+08

4.313E+08

4.800E+03

4.440E-01

2.600E-01

7.893E+08

7.893E+08

3.915E+08

2.052E+08

4.900E+03

3.70E-01

1.200E-01

7.927E+08

7.927E+08

3.520E+08

9.512E+07

5.000E+03

2.960E-01

5.000E-03

7.944E+08

7.944E+08

2.934E+08

3.972E+06

5.100E+03

2.150E-01

2.000E-03

7.945E+08

7.945E+08

2.352E+08

1.589E+06

5.200E+03

1.560E-01

0.000E+00

7.932E+08

7.932E+08

1.705E+08

0.000E+00

5.300E+03

9.600E-02

0.000E+00

7.905E+08

7.905E+08

1.233E+08

0.000E+00

5.400E+03

5.20E-02

0.000E+00

7.866E+08

7.866E+08

7.552E+07

0.000E+00

5.500E+03

2.100E-02

0.000E+00

7.817E+08

7.817E+08

4.065E+07

0.000E+00

5.600E+03

9.800E-03

0.000E+00

7.757E+08

7.757E+08

1.551E+06

0.000E+00

5.700E+03

6.500E-03

0.000E+00

7.688E+08

7.688E+08

7.534E+06

0.000E+00

5.800E+03

3.200E-03

0.000E+00

7.611E+08

7.611E+08

3.577E+06

0.000E+00

5.900E+03

1.000E-03

0.000E+00

7.528E+08

7.528E+08

7.538E+05

0.000E+00













CУММА:

1.074E+10

1.058E+10

Таблица 3.



, мкм

mии, Вт/м3

, о.е.

S1, o.e.

S2, o.e.

mии, Вт/м3

mииS1, Вт/м3

mииS2, Вт/м3

3.000E+02

1.857E+07

4.600E-01

1.210E-02

1.000E-02

8.541E+06

1.033E+05

8.541E+04

4.000E+02

1.330E+09

4.610E-01

3.160E-02

1.500E-02

6.130E+08

1.937E+07

9.195E+06

5.000E+02

1.340E+10

4.580E-01

4.680E-02

1.900E-02

6.136E+09

2.871E+08

1.166E+08

6.000E+02

5.284E+10

4.460E-01

6.760E-02

2.200E-02

2.357E+10

1.593E+09

5.185E+08

7.000E+02

1.249E+11

4.340E-01

8.540E-02

3.000E-02

5.423E+10

4.631E+09

1.627E+09

8.000E+02

2.179E+11

4.160E-01

1.050E-01

3.500E-02

9.063E+10

9.517E+09

3.172E+09

9.000E+02

3.132E+11

3.960E-01

1.320E-01

4.300E-02

1.240E+11

1.637E+10

5.333E+09

1.000E+03

3.962E+11

3.760E-01

1.410E-01

5.200E-02

1.490E+11

2.101E+10

7.747E+09

1.100E+03

4.591E+11

3.600E-01

1.680E-01

6.500E-02

1.653E+11

2.776E+10

1.074E+10

1.200E+03

5.000E+11

3.410E-01

1.830E-01

8.000E-02

1.705E+11

3.120E+10

1.364E+10

1.300E+03

5.208E+11

3.230E-01

1.520E-01

9.500E-02

1.682E+11

2.557E+10

1.598E+10

1.400E+03

5.251E+11

3.110E-01

2.010E-01

1.100E-01

1.633E+11

3.283E+10

1.796E+10

1.500E+03

5.169E+11

2.920E-01

2.510E-01

1.300E-01

1.509E+11

3.789E+10

1.962E+10

1.600E+03

4.998E+11

2.800E-01

2.800E-01

1.550E-01

1.399E+11

3.918E+10

2.169E+10

1.700E+03

4.767E+11

2.640E-01

3.280E-01

1.800E-01

1.259E+11

4.128E+10

2.265E+10

1.800E+03

4.502E+11

2.560E-01

3.620E-01

2.100E-01

1.152E+11

4.172E+10

2.420E+10

1.900E+03

4.219E+11

2.450E-01

4.080E-01

2.400E-01

1.034E+11

4.217E+10

2.480E+10

2.000E+03

3.931E+11

2.360E-01

5.010E-01

2.800E-01

9.277E+10

4.648E+10

2.598E+10

2.100E+03

3.647E+11

2.280E-01

5.610E-01

3.150E-01

8.316E+10

4.665E+10

2.620E+10

2.200E+03

3.374E+11

2.200E-01

5.660E-01

3.550E-01

7.423E+10

4.201E+10

2.635E+10

2.300E+03

3.114E+11

2.120E-01

6.310E-01

3.900E-01

6.602E+10

4.166E+10

2.575E+10

2.400E+03

2.870E+11

2.040E-01

6.340E-01

4.250E-01

5.856E+10

3.712E+10

2.489E+10

2.500E+03

2.643E+11

1.960E-01

7.120E-01

4.550E-01

5.180E+10

3.688E+10

2.357E+10

2.600E+03

2.433E+11

1.900E-01

7.210E-01

4.900E-01

4.622E+10

3.332E+10

2.265E+10

2.700E+03

2.238E+11

1.860E-01

7.540E-01

5.150E-01

4.164E+10

3.139E+10

2.144E+10

2.800E+03

2.060E+11

1.810E-01

7.960E-01

5.450E-01

3.729E+10

2.968E+10

2.032E+10

2.900E+03

1.897E+11

1.760E-01

8.910E-01

5.850E-01

3.338E+10

2.974E+10

1.953E+10

3.000E+03

1.747E+11

1.710E-01

9.210E-01

6.200E-01

2.987E+10

2.751E+10

1.852E+10

3.100E+03

1.610E+11

1.660E-01

9.430E-01

6.550E-01

2.673E+10

2.520E+10

1.751E+10

3.200E+03

1.485E+11

1.610E-01

9.530E-01

6.900E-01

2.391E+10

2.279E+10

1.650E+10

3.300E+03

1.371E+11

1.530E-01

9.840E-01

7.250E-01

2.097E+10

2.064E+10

1.521E+10

3.400E+03

1.267E+11

1.510E-01

9.910E-01

7.600E-01

1.913E+10

1.895E+10

1.454E+10

3.500E+03

1.171E+11

1.490E-01

1.000E+00

8.000E-01

1.745E+10

1.745E+10

1.396E+10

3.600E+03

1.084E+11

1.440E-01

9.910E-01

8.300E-01

1.561E+10

1.547E+10

1.296E+10

3.700E+03

1.005E+11

1.400E-01

9.630E-01

8.700E-01

1.406E+10

1.354E+10

1.224E+10

3.800E+03

9.318E+10

1.370E-01

8.830E-01

9.000E-01

1.277E+10

1.127E+10

1.149E+10

3.900E+03

8.651E+10

1.340E-01

7.820E-01

9.250E-01

1.159E+10

9.065E+09

1.072E+10

4.000E+03

8.040E+10

1.300E-01

7.510E-01

9.500E-01

1.045E+10

7.849E+09

9.929E+09

4.100E+03

7.479E+10

1.280E-01

6.950E-01

9.750E-01

9.574E+09

6.654E+09

9.334E+09

4.200E+03

6.965E+10

1.240E-01

6.310E-01

9.900E-01

8.637E+09

5.450E+09

8.550E+09

4.300E+03

6.492E+10

1.220E-01

5.150E-01

9.980E-01

7.921E+09

4.079E+09

7.905E+09

4.400E+03

6.058E+10

1.190E-01

4.940E-01

1.000E+00

7.209E+09

3.561E+09

7.209E+09

4.500E+03

5.658E+10

1.160E-01

4.500E-01

9.000E-01

6.563E+09

2.953E+09

5.907E+09

4.600E+03

5.289E+10

1.140E-01

3.950E-01

8.200E-01

6.030E+09

2.382E+09

4.944E+09

4.700E+03

4.949E+10

1.100E-01

3.550E-01

5.500E-01

5.444E+09

1.933E+09

2.994E+09

4.800E+03

4.636E+10

1.080E-01

3.490E-01

2.600E-01

5.006E+09

1.747E+09

1.302E+09

4.900E+03

4.346E+10

1.040E-01

3.450E-01

1.200E-01

4.519E+09

1.559E+09

5.423E+08

5.000E+03

4.077E+10

1.020E-01

2.760E-01

5.000E-03

4.159E+09

1.148E+09

2.080E+07

5.100E+03

3.829E+10

1.010E-01

1.750E-01

2.000E-03

3.867E+09

6.768E+08

7.735E+06

5.200E+03

3.599E+10

9.900E-02

1.610E-01

0.000E+00

3.563E+09

5.737E+08

0.000E+00

5.300E+03

3.386E+10

9.880E-02

1.200E-01

0.000E+00

3.345E+09

4.014E+08

0.000E+00

5.400E+03

3.187E+10

9.860E-02

1.100E-01

0.000E+00

3.143E+09

3.457E+08

0.000E+00

5.500E+03

3.003E+10

9.840E-02

9.100E-02

0.000E+00

2.955E+09

2.689E+08

0.000E+00

5.600E+03

2.832E+10

9.810E-02

8.120E-02

0.000E+00

2.778E+09

2.256E+08

0.000E+00

5.700E+03

2.673E+10

9.800E-02

6.110E-02

0.000E+00

2.619E+09

1.600E+08

0.000E+00

5.800E+03

2.524E+10

9.780E-02

5.570E-02

0.000E+00

2.469E+09

1.375E+08

0.000E+00

5.900E+03

2.386E+10

9.760E-02

4.220E-02

0.000E+00

2.328E+09

9.825E+07

0.000E+00













СУММА:

2.631E+12

9.721E+11

6.288E+11


Таблица 4.


, нм

V, о.е.

, о.е.

mии, Вт/м3

mV, Вт/м3

3.800E+02

4.000E-05

4.740E-01

6.976E+08

1.323E+04

3.900E+02

1.200E-04

4.720E-01

9.727E+08

5.509E+04

4.000E+02

4.000E-04

4.710E-01

1.330E+09

2.505E+05

4.100E+02

1.200E-03

4.700E-01

1.785E+09

1.007E+06

4.200E+02

4.000E-03

4.680E-01

2.355E+09

4.409E+06

4.300E+02

1.160E-02

4.660E-01

3.060E+09

1.654E+07

4.400E+02

2.300E-02

4.650E-01

3.918E+09

4.190E+07

4.500E+02

3.800E-02

4.640E-01

4.949E+09

8.726E+07

4.600E+02

6.000E-02

4.630E-01

6.174E+09

1.715E+08

4.700E+02

9.100E-02

4.610E-01

7.612E+09

3.193E+08

4.800E+02

1.390E-01

4.600E-01

9.283E+09

5.935E+08

4.900E+02

2.080E-01

4.590E-01

1.121E+10

1.070E+09

5.000E+02

3.230E-01

4.580E-01

1.340E+10

1.982E+09

5.100E+02

5.030E-01

4.575E-01

1.587E+10

3.653E+09

5.200E+02

7.100E-01

4.565E-01

1.865E+10

6.045E+09

5.300E+02

8.620E-01

4.560E-01

2.174E+10

8.547E+09

5.400E+02

9.540E-01

4.540E-01

2.516E+10

1.090E+10

5.500E+02

9.950E-01

4.525E-01

2.891E+10

1.302E+10

5.600E+02

9.950E-01

4.505E-01

3.300E+10

1.479E+10

5.700E+02

9.520E-01

4.500E-01

3.744E+10

1.604E+10

5.800E+02

8.700E-01

4.480E-01

4.223E+10

1.646E+10

5.900E+02

7.570E-01

4.460E-01

4.736E+10

1.599E+10

6.000E+02

6.310E-01

4.450E-01

5.284E+10

1.484E+10

6.100E+02

5.030E-01

4.440E-01

5.866E+10

1.310E+10

6.200E+02

3.810E-01

4.420E-01

6.483E+10

1.092E+10

6.300E+02

2.650E-01

4.410E-01

7.132E+10

8.334E+09

6.400E+02

1.750E-01

4.400E-01

7.813E+10

6.016E+09

6.500E+02

1.070E-01

4.390E-01

8.524E+10

4.004E+09

6.600E+02

6.100E-02

4.380E-01

9.265E+10

2.476E+09

6.700E+02

3.200E-02

4.360E-01

1.003E+11

1.400E+09

6.800E+02

1.700E-02

4.350E-01

1.083E+11

8.009E+08

6.900E+02

8.200E-03

4.340E-01

1.165E+11

4.146E+08

7.000E+02

4.000E-03

4.330E-01

1.249E+11

2.164E+08

7.100E+02

2.100E-03

4.310E-01

1.336E+11

1.209E+08

7.200E+02

1.050E-03

4.300E-01

1.424E+11

6.431E+07

7.300E+02

5.200E-04

4.280E-01

1.515E+11

3.371E+07

7.400E+02

1.500E-04

4.260E-01

1.606E+11

1.027E+07

7.500E+02

1.200E-04

4.240E-01

1.700E+11

8.647E+06

7.600E+02

6.000E-05

4.230E-01

1.794E+11

4.553E+06

7.700E+02

3.000E-05

4.200E-01

1.889E+11

2.380E+06










СУММА:

1.725E+11


Подставляя полученные значения в (1.1) рассчитаем напряжение собственных шумов ПИ:

1) для PbSe:

В2

В

В2

В
2) для PbS:

В2

В

В2

В

Выберем из этих двух ПИ тот приемник, у которого напряжение шума наименьший, т.е. выбираем фоторезистор PbSe.

2. Определение минимального значения потока источника излучения (ИИ) и освещенности на чувствительной поверхности ПИ
Минимальное значение потока излучения определяется по следующим формулам, в энергетических и световых величинах соответственно:

, (2.1)

, (2.2)

где N – отношение сигнал/шум;

Su,ии,е, Su,ии,v – вольтовая чувствительность в энергетических и световых величинах соответственно.
Освещенность на чувствительной поверхности ПИ можно определить следующим образом:

, (2.3)

, (2.4)

где Emin,e, Emin,v – освещенность на чувствительной поверхности ПИ в энергетических и световых величинах соответственно.

Т.о. подставляя численные значения в формулы (2.1) – (2.4), получим следующие значения:

Вт

лм

Вт/м2

лк


3. Расчет схемы включения ПИ и вариантов схем предварительных усилителей

3.1. Расчет схемы включения ПИ.

Схема включения ПИ приведена на рис.3.




Рис.3.

Напряжение питания определяется следующим образом:

Uп=Uфр+Uн, (3.1)

где .

Принимая Rфр=Rт=Rн получим , что Uп=2Uфр.

т.к. по данным расчета п.1. Uфр=54.77 В, то согласно (3.1) Uп=109.5 В.

Напряжение источника питания схемы включения ПИ равно:

, (3.2)

т.е. Еп=109.5/0,8=128,8В.

Рассчитаем фильтр в цепи питания. Принимаем сопротивление резистора фильтра равным:

Rф=0,2(Rфр+Rн), (3.3)

Примем Rфр=Rн=3106 Ом, тогда формула (3.3) примет вид:

Rф=0,22Rфр=0,4Rфр, (3.4)

Rф=0,43106=1,2106 Ом=1,2 МОм.

Определим емкость конденсатора фильтра:

, (3.5) нФ

Принимаем Rфр=Rт=R0, где Rт – темновое сопротивление.

Эквивалентная схема включения ПИ приведена на рис.4:





Рис.4.

Сопротивление резистора Rг определяется по формуле вида:

Rг=Rн||R0,

Т.к. R0=Rфр=Rн, то Rг=R0/2, т.е. Rг=3106/2=1,5106 Ом. Из ряда Е24 выбираем Rф=1,2 МОм и Rг=1,5 МОм, Сф= 0.62 нФ


  1   2



Скачать файл (1589.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru