ఫోటోడిటెక్టర్ యొక్క సిస్టమ్ లోపాల విశ్లేషణ

ఫోటోడిటెక్టర్ యొక్క సిస్టమ్ లోపాల విశ్లేషణ

సిస్టమ్ లోపాలను ప్రభావితం చేసే కారకాల పరిచయంఫోటోడిటెక్టర్

క్రమబద్ధమైన లోపం కోసం నిర్దిష్ట పరిగణనలు: 1. భాగం ఎంపిక:ఫోటోడయోడ్లు, ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్‌లు, రెసిస్టర్‌లు, కెపాసిటర్‌లు, ADCలు, పవర్ సప్లై ICలు, మరియు రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ సోర్స్‌లు. 2. పని చేసే వాతావరణం: ఉష్ణోగ్రత మరియు తేమ మొదలైన వాటి ప్రభావం. 3. సిస్టమ్ విశ్వసనీయత: సిస్టమ్ స్థిరత్వం, EMC పనితీరు.

ఫోటోడిటెక్టర్ల సిస్టమ్ లోప విశ్లేషణ

1. ఫోటోడయోడ్: ఒకఫోటోఎలెక్ట్రిక్ డిటెక్షన్వ్యవస్థ, లోపాలపై ఫోటోడయోడ్‌ల ప్రభావంఫోటోఎలెక్ట్రిక్ వ్యవస్థప్రధానంగా ఈ క్రింది అంశాలలో వ్యక్తమవుతుంది:

(1) సున్నితత్వం (S)/ రిజల్యూషన్: అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ (వోల్టేజ్/కరెంట్) పెరుగుదల △y కి, ఆ అవుట్‌పుట్ పెరుగుదల △y కి కారణమయ్యే ఇన్‌పుట్ పెరుగుదల △x కి మధ్య గల నిష్పత్తి. అంటే, s=△y/△x. సెన్సార్ ఎంపికకు సున్నితత్వం/రిజల్యూషన్ అనేది ప్రాథమిక షరతు. ఈ పారామీటర్ ప్రత్యేకంగా ఫోటోడయోడ్‌ల ప్రత్యక్ష సంబంధంలో డార్క్ కరెంట్‌గా, మరియు ఫోటోడిటెక్టర్‌ల ప్రత్యేక వ్యక్తీకరణలో నాయిస్ ఈక్వివలెంట్ పవర్ (NEP) గా వ్యక్తమవుతుంది. అందువల్ల, క్రమబద్ధమైన లోపం యొక్క అత్యంత ప్రాథమిక విశ్లేషణ ప్రకారం, మొత్తం ఫోటోఎలక్ట్రిక్ సిస్టమ్ యొక్క లోప అవసరాలను తీర్చడానికి సున్నితత్వం (S)/రిజల్యూషన్ వాస్తవ లోప అవసరం కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి, ఎందుకంటే తరువాత పేర్కొన్న కారకాల వల్ల కలిగే లోప ప్రభావాన్ని కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

(2) లీనియారిటీ (δL): ఫోటోడిటెక్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ మరియు ఇన్‌పుట్ మధ్య పరిమాణాత్మక సంబంధం యొక్క లీనియారిటీ స్థాయి. yfs అనేది ఫుల్-స్కేల్ అవుట్‌పుట్, మరియు △Lm అనేది లీనియారిటీ యొక్క గరిష్ట విచలనం. ఇది ప్రత్యేకంగా ఫోటోడిటెక్టర్ యొక్క లీనియారిటీ మరియు లీనియర్ శాచురేషన్ లైట్ పవర్‌లో వ్యక్తమవుతుంది.

(3) స్థిరత్వం/పునరావృతత: ఫోటోడిటెక్టర్ ఒకే యాదృచ్ఛిక ఇన్‌పుట్ కోసం అవుట్‌పుట్ అస్థిరతను కలిగి ఉంటుంది, ఇది యాదృచ్ఛిక లోపం. ఫార్వర్డ్ మరియు రివర్స్ స్ట్రోక్‌ల గరిష్ట విచలనం పరిగణించబడుతుంది.

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

(5) ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్: ఉష్ణోగ్రతలో ప్రతి 1℃ మార్పు ఫోటోడిటెక్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ మార్పుపై చూపే ప్రభావం. ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్ వలన కలిగే ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్ విచలనం △Tm, పని చేసే పరిసర ఉష్ణోగ్రత పరిధి △T యొక్క ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్ గణన ద్వారా లెక్కించబడుతుంది.

(6) టైమ్ డ్రిఫ్ట్: ఇన్‌పుట్ వేరియబుల్ మారకుండా ఉన్నప్పుడు ఫోటోడిటెక్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ కాలక్రమేణా మారే దృగ్విషయం (దీనికి కారణాలు ఎక్కువగా దాని స్వంత కూర్పు నిర్మాణంలో మార్పుల వల్ల వస్తాయి). సిస్టమ్‌పై ఫోటోడిటెక్టర్ యొక్క సమగ్ర విచలన ప్రభావాన్ని వెక్టర్ సమ్ ద్వారా లెక్కిస్తారు.

2. ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్లు: సిస్టమ్ లోపాన్ని ప్రభావితం చేసే కీలక పారామీటర్లు ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్లు ఆఫ్‌సెట్ వోల్టేజ్ Vos, Vos ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్, ఇన్‌పుట్ ఆఫ్‌సెట్ కరెంట్ Ios, Ios ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్, ఇన్‌పుట్ బయాస్ కరెంట్ Ib, ఇన్‌పుట్ ఇంపిడెన్స్, 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), స్లూ రేట్ (SR), ఎస్టాబ్లిష్‌మెంట్ టైమ్, టోటల్ హార్మోనిక్ డిస్టార్షన్.

ఫోటోడయోడ్‌ల ఎంపిక వలె ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్‌ల పారామీటర్లు కూడా ఒక ముఖ్యమైన సిస్టమ్ భాగం అయినప్పటికీ, స్థల పరిమితుల కారణంగా, నిర్దిష్ట పారామీటర్ నిర్వచనాలు మరియు వివరణలు ఇక్కడ విపులంగా చెప్పబడవు. ఫోటోడిటెక్టర్ల వాస్తవ రూపకల్పనలో, క్రమబద్ధమైన లోపాలపై ఈ పారామీటర్ల ప్రభావాన్ని పూర్తిగా మూల్యాంకనం చేయాలి. అన్ని పారామీటర్లు మీ ప్రాజెక్ట్ అవసరాలపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపకపోయినప్పటికీ, వాస్తవ అప్లికేషన్ సందర్భాలు మరియు విభిన్న డిమాండ్‌లను బట్టి, పైన పేర్కొన్న పారామీటర్లు క్రమబద్ధమైన లోపాలపై విభిన్న ప్రభావాలను చూపుతాయి.

ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్‌లకు అనేక పారామీటర్లు ఉంటాయి. వివిధ సిగ్నల్ రకాలకు, క్రమబద్ధమైన లోపాలకు కారణమయ్యే ప్రధాన పారామీటర్లను DC మరియు AC సిగ్నల్స్‌పై దృష్టి పెట్టవచ్చు: DC వేరియబుల్ సిగ్నల్స్: ఇన్‌పుట్ ఆఫ్‌సెట్ వోల్టేజ్ Vos, ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్ట్ Vos, ఇన్‌పుట్ ఆఫ్‌సెట్ కరెంట్ Ios, ఇన్‌పుట్ బయాస్ కరెంట్ Ib, ఇన్‌పుట్ ఇంపిడెన్స్, నాయిస్ (ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ నాయిస్, ఇన్‌పుట్ కరెంట్ నాయిస్, డిజైన్ గెయిన్ థర్మల్ నాయిస్), పవర్ సప్లై రిజెక్షన్ రేషియో (PSRR), కామన్-మోడ్ రిజెక్షన్ రేషియో (CMRR). AC వేరియేషన్ సిగ్నల్: పైన పేర్కొన్న పారామీటర్లతో పాటు, కింది వాటిని కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి: ఇన్‌పుట్ కెపాసిటెన్స్, ఓపెన్-లూప్ గెయిన్ (AoL), గెయిన్-బ్యాండ్‌విడ్త్ ప్రొడక్ట్ (GBW), స్లూ రేట్ (SR), ఎస్టాబ్లిష్‌మెంట్ టైమ్, మరియు టోటల్ హార్మోనిక్ డిస్టార్షన్.