Análise de erros do sistema do fotodetector

Análise de erros do sistema do fotodetector

Introdución aos factores que inflúen nos erros do sistema enFotodetector

As consideracións específicas para o erro sistemático inclúen: 1. Selección de compoñentes:fotodíodos, amplificadores operacionais, resistencias, condensadores, ADC, circuítos integrados de alimentación e fontes de tensión de referencia. 2. Ambiente de traballo: influencia da temperatura e da humidade, etc. 3. Fiabilidade do sistema: estabilidade do sistema, rendemento EMC.

Análise de erros do sistema de fotodetectores

1. Fotodíodo: Nundetección fotoeléctricasistema, a influencia dos fotodiodos nos erros dosistema fotoeléctricomaniféstase principalmente nos seguintes aspectos:

(1) Sensibilidade (S)/Resolución: A relación entre o incremento △y do sinal de saída (tensión/corrente) e o incremento △x da entrada que provoca o incremento △y da saída. É dicir, s = △y/△x. A sensibilidade/resolución é a condición principal para a selección do sensor. Este parámetro maniféstase especificamente na correlación directa dos fotodiodos como corrente de escuridade e na manifestación específica dos fotodetectores como potencia equivalente de ruído (NEP). Polo tanto, a análise máis fundamental do erro sistemático require que a sensibilidade (S)/resolución sexa superior ao requisito de erro real para cumprir cos requisitos de erro de todo o sistema fotoeléctrico, xa que tamén se debe ter en conta o impacto do erro causado polos factores mencionados máis adiante.

(2) Linearidade (δL): O grao de linearidade da relación cuantitativa entre a saída e a entrada do fotodetector. yfs é a saída a escala completa e △Lm é a desviación máxima da linearidade. Isto maniféstase especificamente na linearidade e na potencia luminosa de saturación lineal do fotodetector.

(3) Estabilidade/Repetibilidade: O fotodetector ten inconsistencia na saída para a mesma entrada aleatoria, o que constitúe un erro aleatorio. Considérase a desviación máxima das carreiras de avance e retroceso.

(4) Histérese: fenómeno polo que as curvas características de entrada-saída dun fotodetector non se solapan durante o seu desprazamento cara adiante e cara atrás.

(5) Deriva de temperatura: A influencia de cada cambio de temperatura de 1 ℃ no cambio de saída do fotodetector. A desviación da deriva de temperatura △Tm causada pola deriva de temperatura calcúlase mediante o cálculo da deriva de temperatura do rango de temperatura do ambiente de traballo △T.

(6) Deriva temporal: fenómeno no que a saída dun fotodetector cambia co tempo cando a variable de entrada permanece inalterada (as causas débense principalmente a cambios na súa propia estrutura de composición). A influencia global da desviación do fotodetector no sistema calcúlase mediante a suma vectorial.

2. Amplificadores operacionais: Parámetros clave que afectan ao erro do sistema Amplificadores operacionais Tensión de desprazamento Vos, deriva de temperatura de Vos, corrente de desprazamento de entrada Ios, deriva de temperatura de Ios, corrente de polarización de entrada Ib, impedancia de entrada, capacitancia de entrada, ruído (ruído de tensión de entrada, ruído de corrente de entrada) Ganancia de deseño, ruído térmico, relación de rexeitamento da fonte de alimentación (PSRR), relación de rexeitamento en modo común (CMR), ganancia de bucle aberto (AoL), produto ganancia-ancho de banda (GBW), taxa de variación (SR), tempo de establecemento, distorsión harmónica total.

Aínda que os parámetros dos amplificadores operacionais son un compoñente do sistema tan importante como a selección de fotodiodos, debido ás limitacións de espazo, as definicións e descricións específicas dos parámetros non se explicarán aquí. No deseño real de fotodetectores, débese avaliar a influencia destes parámetros nos erros sistemáticos. Aínda que non todos os parámetros poden ter un impacto significativo nos requisitos do proxecto, dependendo dos escenarios reais da aplicación e das diferentes demandas, os parámetros anteriores terán diferentes efectos sobre os erros sistemáticos.

Hai moitos parámetros para os amplificadores operacionais. Para diferentes tipos de sinais, os principais parámetros que causan erros sistemáticos poden centrarse nos sinais de CC e CA: sinais variables de CC Tensión de desprazamento de entrada Vos, deriva de temperatura Vos, corrente de desprazamento de entrada Ios, corrente de polarización de entrada Ib, impedancia de entrada, ruído (ruído de tensión de entrada, ruído de corrente de entrada, ruído térmico da ganancia de deseño), relación de rexeitamento da fonte de alimentación (PSRR), relación de rexeitamento en modo común (CMRR). Sinal de variación de CA: Ademais dos parámetros anteriores, tamén se deben considerar os seguintes: capacitancia de entrada, ganancia de bucle aberto (AoL), produto ganancia-ancho de banda (GBW), taxa de variación (SR), tempo de establecemento e distorsión harmónica total.