Pagsusuri ng System Error ng Photodetector

Pagsusuri ng System Error ng Photodetector

I. Panimula sa Mga Salik na Nakakaimpluwensya ng Mga Error sa System saPhotodetector

Ang mga partikular na pagsasaalang-alang para sa sistematikong error ay kinabibilangan ng: 1. Pagpili ng bahagi:photodiodes, operational amplifier, resistors, capacitor, ADC, power supply ics, at reference na pinagmumulan ng boltahe. 2. Kapaligiran sa pagtatrabaho: Ang impluwensya ng temperatura at halumigmig, atbp. 3. Pagiging maaasahan ng system: Katatagan ng system, pagganap ng EMC.

Ii. System Error Analysis ng Photodetector

1. Photodiode: Sa isangphotoelectric detectionsystem, ang impluwensya ng photodiodes sa mga error ngsistema ng photoelectricPangunahing ipinakita sa mga sumusunod na aspeto:

(1) Sensitivity (S)/ Resolution: Ang ratio ng output signal (voltage/current) increment △y sa input increment △x na nagiging sanhi ng output increment △y. Ibig sabihin, s=△y/△x. Ang sensitivity/resolution ay ang pangunahing kondisyon para sa pagpili ng sensor. Ang parameter na ito ay partikular na ipinakita sa direktang ugnayan ng mga photodiode bilang madilim na kasalukuyang, at sa tiyak na pagpapakita ng mga photodetector bilang kapangyarihan na katumbas ng ingay (NEP). Samakatuwid, ang pinakapangunahing pagsusuri ng sistematikong error ay nangangailangan na ang sensitivity (S)/ resolution ay dapat na mas mataas kaysa sa aktwal na kinakailangan ng error upang matugunan ang mga error na kinakailangan ng buong photoelectric system, dahil ang epekto ng error na dulot ng mga salik na binanggit sa ibang pagkakataon ay kailangan ding isaalang-alang.

(2) Linearity (δL): Ang antas ng linearity ng quantitative na relasyon sa pagitan ng output at input ng photodetector. Ang yfs ay ang full-scale na output, at ang △Lm ay ang maximum deviation ng linearity. Ito ay partikular na ipinakita sa linearity at linear saturation light power ng photodetector.

(3) Stability/Repeatability: Ang photodetector ay may output inconsistency para sa parehong random input, na isang random na error. Isinasaalang-alang ang maximum deviation ng forward at reverse stroke.

(4) Hysteresis: Ang kababalaghan kung saan ang mga kurba ng katangian ng input-output ng isang photodetector ay hindi nagsasapawan sa panahon ng pasulong at pabalik na paglalakbay nito.

(5) Temperature drift: Ang impluwensya ng bawat 1 ℃ na pagbabago sa temperatura sa pagbabago ng output ng photodetector. Ang temperatura drift deviation △Tm na dulot ng temperature drift ay kinakalkula sa pamamagitan ng temperature drift kalkulasyon ng working environment temperature range △T.

(6) Time drift: Ang phenomenon kung saan nagbabago ang output ng isang photodetector sa paglipas ng panahon kapag ang input variable ay nananatiling hindi nagbabago (ang mga sanhi ay kadalasang dahil sa mga pagbabago sa sarili nitong istraktura ng komposisyon). Ang komprehensibong paglihis na impluwensya ng photodetector sa system ay kinakalkula sa pamamagitan ng vector sum.

2. Mga amplifier sa pagpapatakbo: Mga Pangunahing Parameter na Nakakaapekto sa Error sa System Mga Amplifier ng Operasyon Offset na boltahe Vos, Vos temperatura drift, input offset kasalukuyang Ios, Ios temperatura drift, input bias kasalukuyang Ib, input impedance, input capacitance, ingay (input boltahe ingay, input kasalukuyang ingay) Design gain thermal noise, power supply rejection ratio (PSRR), common-Cmo rejection ratio (PSRR), common-Cmo rejection ratio (PSRR), common-Cmo makakuha-bandwidth na produkto (GBW), slew rate (SR), oras ng pagtatatag, kabuuang harmonic distortion.

Bagama't ang mga parameter ng mga operational amplifier ay kasinghalaga ng isang bahagi ng system gaya ng pagpili ng mga photodiode, dahil sa mga limitasyon sa espasyo, ang mga tiyak na mga kahulugan at paglalarawan ng parameter ay hindi ilalarawan dito. Sa aktwal na disenyo ng mga photodetector, ang impluwensya ng mga parameter na ito sa mga sistematikong pagkakamali ay dapat suriin lahat. Bagama't hindi lahat ng parameter ay maaaring magkaroon ng malaking epekto sa iyong mga kinakailangan sa proyekto, depende sa aktwal na mga sitwasyon ng aplikasyon at iba't ibang pangangailangan, ang mga parameter sa itaas ay magkakaroon ng iba't ibang epekto sa mga sistematikong error.

Mayroong maraming mga parameter para sa pagpapatakbo amplifier. Para sa iba't ibang mga uri ng signal, ang mga pangunahing parameter na nagdudulot ng mga sistematikong error ay maaaring ituon sa DC at AC signal: DC variable signal Input offset boltahe Vos, Vos temperatura drift, input offset kasalukuyang Ios, input bias kasalukuyang Ib, input impedance, ingay (input boltahe ingay, input kasalukuyang ingay, disenyo makakuha ng thermal ingay), power supply rejection ratio (PSRR), ratio ng pagtanggi ng supply ng kuryente (CMRR), karaniwang-mode na pagtanggi). Signal ng variation ng AC: Bilang karagdagan sa mga parameter sa itaas, kailangan ding isaalang-alang ang mga sumusunod: input capacitance, open-loop gain (AoL), gain-bandwidth product (GBW), slew rate (SR), establishment time, at total harmonic distortion.