ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క సిస్టమ్ లోపాల విశ్లేషణ

ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క సిస్టమ్ లోపాల విశ్లేషణ

I. సిస్టమ్ లోపాల ప్రభావ కారకాల పరిచయంఫోటోడిటెక్టర్

క్రమబద్ధమైన దోషానికి సంబంధించిన నిర్దిష్ట పరిగణనలు: 1. భాగాల ఎంపిక:ఫోటోడయోడ్లు, ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్లు, రెసిస్టర్లు, కెపాసిటర్లు, ADCలు, విద్యుత్ సరఫరా ics, మరియు రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ మూలాలు. 2. పని వాతావరణం: ఉష్ణోగ్రత మరియు తేమ ప్రభావం మొదలైనవి. 3. సిస్టమ్ విశ్వసనీయత: సిస్టమ్ స్థిరత్వం, EMC పనితీరు.

Ii. ఫోటోడెటెక్టర్ల సిస్టమ్ ఎర్రర్ విశ్లేషణ

1. ఫోటోడయోడ్: a లోఫోటోఎలెక్ట్రిక్ డిటెక్షన్వ్యవస్థ, లోపాలపై ఫోటోడియోడ్‌ల ప్రభావంకాంతి విద్యుత్ వ్యవస్థప్రధానంగా ఈ క్రింది అంశాలలో వ్యక్తమవుతుంది:

(1) సున్నితత్వం (S)/ రిజల్యూషన్: అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ (వోల్టేజ్/కరెంట్) ఇంక్రిమెంట్ △y మరియు ఇన్‌పుట్ ఇంక్రిమెంట్ △x మధ్య నిష్పత్తి, ఇది అవుట్‌పుట్ ఇంక్రిమెంట్ △yకి కారణమవుతుంది. అంటే, s=△y/△x. సెన్సిటివిటీ/రిజల్యూషన్ సెన్సార్ ఎంపికకు ప్రాథమిక షరతు. ఈ పరామితి ప్రత్యేకంగా ఫోటోడయోడ్‌ల యొక్క ప్రత్యక్ష సహసంబంధంలో డార్క్ కరెంట్‌గా మరియు ఫోటోడెటెక్టర్‌ల యొక్క నిర్దిష్ట అభివ్యక్తిలో శబ్ద సమానమైన శక్తి (NEP)గా వ్యక్తమవుతుంది. అందువల్ల, క్రమబద్ధమైన లోపం యొక్క అత్యంత ప్రాథమిక విశ్లేషణ ప్రకారం, మొత్తం ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ వ్యవస్థ యొక్క ఎర్రర్ అవసరాలను తీర్చడానికి సున్నితత్వం (S)/రిజల్యూషన్ వాస్తవ ఎర్రర్ అవసరం కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి, ఎందుకంటే తరువాత పేర్కొన్న కారకాల వల్ల కలిగే ఎర్రర్ ప్రభావాన్ని కూడా పరిగణించాలి.

(2) లీనియారిటీ (δL): ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ మరియు ఇన్‌పుట్ మధ్య పరిమాణాత్మక సంబంధం యొక్క లీనియారిటీ డిగ్రీ. yfs అనేది పూర్తి స్థాయి అవుట్‌పుట్, మరియు △Lm అనేది లీనియారిటీ యొక్క గరిష్ట విచలనం. ఇది ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క లీనియారిటీ మరియు లీనియర్ సంతృప్త కాంతి శక్తిలో ప్రత్యేకంగా వ్యక్తమవుతుంది.

(3) స్థిరత్వం/పునరావృత సామర్థ్యం: ఫోటోడిటెక్టర్ అదే యాదృచ్ఛిక ఇన్‌పుట్‌కు అవుట్‌పుట్ అస్థిరతను కలిగి ఉంటుంది, ఇది యాదృచ్ఛిక లోపం. ముందుకు మరియు వెనుకకు స్ట్రోక్‌ల గరిష్ట విచలనం పరిగణించబడుతుంది.

(4) హిస్టెరిసిస్: ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క ఇన్‌పుట్-అవుట్‌పుట్ లక్షణ వక్రతలు దాని ముందుకు మరియు వెనుకకు ప్రయాణించేటప్పుడు అతివ్యాప్తి చెందని దృగ్విషయం.

(5) ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్: ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ మార్పుపై ఉష్ణోగ్రతలో ప్రతి 1℃ మార్పు ప్రభావం. ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్ వల్ల కలిగే ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్ విచలనం △Tm పని వాతావరణం ఉష్ణోగ్రత పరిధి △T యొక్క ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్ గణన ద్వారా లెక్కించబడుతుంది.

(6) సమయ ప్రవాహం: ఇన్‌పుట్ వేరియబుల్ మారకుండా ఉన్నప్పుడు ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ కాలక్రమేణా మారే దృగ్విషయం (కారణాలు ఎక్కువగా దాని స్వంత కూర్పు నిర్మాణంలో మార్పుల కారణంగా ఉంటాయి). సిస్టమ్‌పై ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క సమగ్ర విచలనం ప్రభావాన్ని వెక్టర్ మొత్తం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది.

2. ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్లు: సిస్టమ్ ఎర్రర్‌ను ప్రభావితం చేసే కీలక పారామితులు ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్లు ఆఫ్‌సెట్ వోల్టేజ్ Vos, Vos ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్, ఇన్‌పుట్ ఆఫ్‌సెట్ కరెంట్ Ios, Ios ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్, ఇన్‌పుట్ బయాస్ కరెంట్ Ib, ఇన్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్, ఇన్‌పుట్ కెపాసిటెన్స్, నాయిస్ (ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ నాయిస్, ఇన్‌పుట్ కరెంట్ నాయిస్) డిజైన్ గెయిన్ థర్మల్ నాయిస్, పవర్ సప్లై రిజెక్షన్ రేషియో (PSRR), కామన్-మోడ్ రిజెక్షన్ రేషియో (CMR), ఓపెన్-లూప్ గెయిన్ (AoL), గెయిన్-బ్యాండ్‌విడ్త్ ప్రొడక్ట్ (GBW), స్లీవ్ రేట్ (SR), ఎస్టాబ్లిష్‌మెంట్ సమయం, మొత్తం హార్మోనిక్ డిస్టార్షన్.

ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ల పారామితులు ఫోటోడియోడ్‌ల ఎంపిక వలె ముఖ్యమైన సిస్టమ్ భాగం అయినప్పటికీ, స్థల పరిమితుల కారణంగా, నిర్దిష్ట పారామితి నిర్వచనాలు మరియు వివరణలు ఇక్కడ వివరించబడవు. ఫోటోడెటెక్టర్‌ల వాస్తవ రూపకల్పనలో, క్రమబద్ధమైన లోపాలపై ఈ పారామితుల ప్రభావాన్ని అన్నింటినీ అంచనా వేయాలి. వాస్తవ అప్లికేషన్ దృశ్యాలు మరియు విభిన్న డిమాండ్‌లను బట్టి, మీ ప్రాజెక్ట్ అవసరాలపై అన్ని పారామితులు గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపకపోయినా, పైన పేర్కొన్న పారామితులు క్రమబద్ధమైన లోపాలపై విభిన్న ప్రభావాలను చూపుతాయి.

ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్లకు అనేక పారామితులు ఉన్నాయి. వివిధ సిగ్నల్ రకాలకు, క్రమబద్ధమైన లోపాలకు కారణమయ్యే ప్రధాన పారామితులను DC మరియు AC సిగ్నల్‌లపై దృష్టి పెట్టవచ్చు: DC వేరియబుల్ సిగ్నల్స్ ఇన్‌పుట్ ఆఫ్‌సెట్ వోల్టేజ్ Vos, Vos ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్, ఇన్‌పుట్ ఆఫ్‌సెట్ కరెంట్ Ios, ఇన్‌పుట్ బయాస్ కరెంట్ Ib, ఇన్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్, శబ్దం (ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ శబ్దం, ఇన్‌పుట్ కరెంట్ శబ్దం, డిజైన్ గెయిన్ థర్మల్ నాయిస్), పవర్ సప్లై రిజెక్షన్ రేషియో (PSRR), కామన్-మోడ్ రిజెక్షన్ రేషియో (CMRR). Ac వైవిధ్య సిగ్నల్: పై పారామితులతో పాటు, కింది వాటిని కూడా పరిగణించాలి: ఇన్‌పుట్ కెపాసిటెన్స్, ఓపెన్-లూప్ గెయిన్ (AoL), గెయిన్-బ్యాండ్‌విడ్త్ ఉత్పత్తి (GBW), స్లీవ్ రేట్ (SR), స్థాపన సమయం మరియు మొత్తం హార్మోనిక్ వక్రీకరణ.