Analyse vu Systemfehler vum Photodetektor

Analyse vu Systemfehler vum Photodetektor

I. Aféierung an d'Beaflossfaktoren vu Systemfehler anFotodetektor

Déi spezifesch Iwwerleeunge fir systematesch Feeler sinn ënner anerem: 1. Komponentenauswiel:Photodioden, Operatiounsverstärker, Widderstänn, Kondensatoren, ADCs, Stroumversuergungs-ICs a Referenzspannungsquellen. 2. Aarbechtsëmfeld: Den Afloss vun Temperatur a Fiichtegkeet, etc. 3. Systemzouverlässegkeet: Systemstabilitéit, EMC-Leeschtung.

Ii. Systemfehleranalyse vu Photodetektoren

1. Photodiod: An engerphotoelektresch DetektiounSystem, den Afloss vu Photodioden op d'Feeler vumphotoelektrescht Systemweist sech haaptsächlech an de folgende Beräicher:

(1) Empfindlechkeet (S)/ Opléisung: D'Verhältnes vum Ausgangssignal (Spannung/Stroum)-Inkrement △y zum Input-Inkrement △x, deen den Ausgangsinkrement △y verursaacht. Dat heescht, s=△y/△x. Empfindlechkeet/Opléisung ass déi primär Bedingung fir d'Sensorauswiel. Dëse Parameter manifestéiert sech speziell an der direkter Korrelatioun vu Photodioden als Däischterstroum, an an der spezifescher Manifestatioun vu Photodetektoren als Rauschgläichkraaft (NEP). Dofir erfuerdert déi fundamentalst Analyse vum systematesche Feeler, datt d'Empfindlechkeet (S)/Opléisung méi héich muss sinn wéi déi tatsächlech Feelerufuerderung, fir d'Fehlerufuerderunge vum gesamte photoelektresche System ze erfëllen, well den Impakt vum Feeler, deen duerch déi spéider ernimmt Faktoren verursaacht gëtt, och berécksiichtegt muss ginn.

(2) Linearitéit (δL): De Grad vun der Linearitéit vun der quantitativer Bezéiung tëscht dem Ausgang an dem Input vum Photodetektor. yfs ass den Ausgang am vollen Ëmfang, an △Lm ass déi maximal Ofwäichung vun der Linearitéit. Dëst manifestéiert sech speziell an der Linearitéit an der linearer Sättigungsliichtleistung vum Photodetektor.

(3) Stabilitéit/Widderhuelbarkeet: De Photodetektor huet eng Inkonsistenz an der Ausgab fir dee selwechten zoufällegen Input, wat e zoufällege Feeler ass. Déi maximal Ofwäichung vun de Vir- an Réckwärtsschléi gëtt berücksichtegt.

(4) Hysterese: De Phänomen, bei deem d'Input-Output-Charakteristikkurve vun engem Photodetektor sech net während senger Vir- an Réckwärtsféierung iwwerlappen.

(5) Temperaturdrift: Den Afloss vun all 1℃ Temperaturännerung op d'Ausgangsännerung vum Photodetektor. D'Ofwäichung vun der Temperaturdrift △Tm, déi duerch d'Temperaturdrift verursaacht gëtt, gëtt duerch d'Berechnung vun der Temperaturdrift vum Temperaturberäich △T berechent.

(6) Zäitdrift: De Phänomen, bei deem d'Ausgab vun engem Photodetektor sech mat der Zäit ännert, wann d'Inputvariabel onverännert bleift (d'Ursaache sinn haaptsächlech Ännerungen an der eegener Zesummesetzungsstruktur). Den ëmfaassenden Ofwäichungsafloss vum Photodetektor op de System gëtt duerch Vektorsumme berechent.

2. Operationsverstärker: Schlësselparameter, déi de Systemfehler beaflossen Operationsverstärker Offsetspannung Vos, Vos Temperaturdrift, Input-Offsetstroum Ios, Ios Temperaturdrift, Input-Bias-Stroum Ib, Inputimpedanz, Inputkapazitanz, Rauschen (Inputspannungsrauschen, Input-Stroumrauschen), Design-Gain-Thermorauschen, Stroumversuergungsoflehnungsverhältnis (PSRR), Common-Mode-Oflehnungsverhältnis (CMR), Open-Loop-Gain (AoL), Gain-Bandbreed-Produkt (GBW), Slew-Rate (SR), Etabléierungszäit, total harmonesch Verzerrung.

Och wann d'Parameter vun Operatiounsverstärker eng genee sou wichteg Systemkomponent sinn wéi d'Auswiel vu Photodioden, ginn déi spezifesch Parameterdefinitiounen an -beschreiwungen aus Plazgrënn hei net méi detailléiert erkläert. Beim aktuellen Design vu Photodetektoren sollt den Afloss vun dëse Parameteren op systematesch Feeler all evaluéiert ginn. Och wann net all Parameteren e wesentlechen Impakt op Är Projetufuerderunge kënnen hunn, hunn déi uewe genannten Parameteren, ofhängeg vun den aktuellen Uwendungsszenarien an de verschiddene Fuerderungen, ënnerschiddlech Auswierkungen op systematesch Feeler.

Et gi vill Parameteren fir Operatiounsverstärker. Fir verschidden Signaltypen kënnen déi Haaptparameteren, déi systematesch Feeler verursaachen, sech op DC- an AC-Signaler konzentréieren: variabel DC-Signaler: Input-Offsetspannung Vos, Vos-Temperaturdrift, Input-Offsetstroum Ios, Input-Bias-Stroum Ib, Input-Impedanz, Rauschen (Input-Spannungsrauschen, Input-Stroumrauschen, Design-Gewënn-Thermorauschen), Stroumversuergungsoflehnungsverhältnis (PSRR), Common-Mode-Oflehnungsverhältnis (CMRR). AC-Variatiounssignal: Zousätzlech zu den uewe genannten Parameteren mussen och folgendes berécksiichtegt ginn: Input-Kapazitéit, Open-Loop-Verstärkung (AoL), Verstärkungsbandbreetprodukt (GBW), Slew-Rate (SR), Etabléierungszäit a total harmonesch Verzerrung.