Analiza sistemskih grešaka fotodetektora
I. Uvod u utjecajne faktore sistemskih pogrešaka uFotodetektor
Specifična razmatranja za sustavnu pogrešku uključuju: 1. Odabir komponente:fotodiode, operacijska pojačala, otpornici, kondenzatori, ADC-i, integrirana kola za napajanje i izvori referentnog napona. 2. Radno okruženje: Utjecaj temperature i vlažnosti itd. 3. Pouzdanost sustava: Stabilnost sustava, EMC performanse.
Ii. Analiza sistemskih pogrešaka fotodetektora
1. Fotodioda: Ufotoelektrična detekcijasustava, utjecaj fotodioda na pogreškefotoelektrični sustavuglavnom se manifestira u sljedećim aspektima:
(1) Osjetljivost (S)/rezolucija: Omjer prirasta izlaznog signala (napon/struja) △y i prirasta ulaznog signala △x koji uzrokuje prirast izlaza △y. To jest, s=△y/△x. Osjetljivost/rezolucija je primarni uvjet za odabir senzora. Ovaj parametar se posebno očituje u izravnoj korelaciji fotodioda kao tamne struje i u specifičnoj manifestaciji fotodetektora kao ekvivalentne snage šuma (NEP). Stoga, najosnovnija analiza sustavne pogreške zahtijeva da osjetljivost (S)/rezolucija bude veća od stvarnog zahtjeva za pogreškom kako bi se zadovoljili zahtjevi za pogreškom cijelog fotoelektričnog sustava, budući da se mora uzeti u obzir i utjecaj pogreške uzrokovan kasnije spomenutim čimbenicima.
(2) Linearnost (δL): Stupanj linearnosti kvantitativnog odnosa između izlaza i ulaza fotodetektora. yfs je izlaz pune skale, a △Lm je maksimalno odstupanje linearnosti. To se posebno očituje u linearnosti i linearnoj zasićenosti svjetlosne snage fotodetektora.
(3) Stabilnost/Ponovljivost: Fotodetektor ima nekonzistentnost izlaza za isti slučajni ulaz, što je slučajna pogreška. Uzima se u obzir maksimalno odstupanje naprijed i natrag.
(4) Histereza: Fenomen u kojem se ulazno-izlazne karakteristične krivulje fotodetektora ne preklapaju tijekom njegovog kretanja naprijed i natrag.
(5) Temperaturni pomak: Utjecaj svake promjene temperature od 1℃ na promjenu izlaza fotodetektora. Odstupanje temperaturnog pomaka △Tm uzrokovano temperaturnim pomakom izračunava se izračunom temperaturnog pomaka raspona temperature radne okoline △T.
(6) Vremenski pomak: Fenomen u kojem se izlaz fotodetektora mijenja tijekom vremena dok ulazna varijabla ostaje nepromijenjena (uzroci su uglavnom posljedica promjena u vlastitoj strukturi sastava). Sveobuhvatni utjecaj odstupanja fotodetektora na sustav izračunava se pomoću vektorskog zbroja.
2. Operacijska pojačala: Ključni parametri koji utječu na sistemsku pogrešku Operacijska pojačala Napon pomaka Vos, temperaturni pomak Vos, ulazna struja pomaka Ios, temperaturni pomak Ios, ulazna struja prednapona Ib, ulazna impedancija, ulazni kapacitet, šum (šum ulaznog napona, šum ulazne struje) Termički šum pojačanja, omjer potiskivanja napajanja (PSRR), omjer potiskivanja zajedničkog načina rada (CMR), pojačanje otvorene petlje (AoL), produkt pojačanja i propusnosti (GBW), brzina promjene signala (SR), vrijeme uspostavljanja, ukupno harmonijsko izobličenje.
Iako su parametri operacijskih pojačala jednako važna komponenta sustava kao i odabir fotodioda, zbog ograničenja prostora, ovdje neće biti detaljnije opisane specifične definicije i opisi parametara. U stvarnom dizajnu fotodetektora, treba procijeniti utjecaj svih ovih parametara na sustavne pogreške. Iako ne moraju svi parametri imati značajan utjecaj na zahtjeve vašeg projekta, ovisno o stvarnim scenarijima primjene i različitim zahtjevima, gore navedeni parametri imat će različite učinke na sustavne pogreške.
Postoji mnogo parametara za operacijska pojačala. Za različite vrste signala, glavni parametri koji uzrokuju sustavne pogreške mogu se usredotočiti na istosmjerne i izmjenične signale: varijabilni istosmjerni signali, ulazni napon pomaka Vos, temperaturni pomak Vos, ulazna struja pomaka Ios, ulazna struja prednapona Ib, ulazna impedancija, šum (šum ulaznog napona, šum ulazne struje, toplinski šum projektiranog pojačanja), omjer potiskivanja napajanja (PSRR), omjer potiskivanja zajedničkog načina rada (CMRR). Signal varijacije izmjenične struje: Uz gore navedene parametre, potrebno je uzeti u obzir i sljedeće: ulazni kapacitet, pojačanje otvorene petlje (AoL), produkt pojačanja i propusnosti (GBW), brzinu promjene napona (SR), vrijeme uspostavljanja i ukupno harmonijsko izobličenje.
Vrijeme objave: 10. listopada 2025.