Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Фотоэлектрические измерения.
Фотоэлектрические измерения приходится проводить в очень многих областях науки и техники. Это оптика (измерение освещенности, автофокусировка, управление вспышкой в фотоаппаратах), медицина (анализ крови), телекоммуникации (приемники оптоволоконной связи), промышленность (датчики положения, лазерные принтеры). Один из наиболее распространенных фотодатчиков — фотодиод. Он обладает высоким быстродействием и линейной зависимостью тока короткого замыкания от освещенности. Например, фотодиод SD-020-12-001, предназначенный для точных измерений, обладает следующими характеристиками: • чувствительность — 100 нА/лк; • линейная шкала выходного тока — 0 мкА; • площадь светочувствительной поверхности — 0.2 мм2; • емкость — 50 пФ при 10 В обратного напряжения; • внутреннее сопротивление при коротком замыкании — 1000 Мом; • время отклика — 12 нс. Как правило, фотодиоды работают в одном из двух режимов: фотовольтаическом а) или фотодиодном б). В первом случае фотодиод работает в режиме короткого замыкания, во втором — при обратном смещении. Ниже приведены сравнительные характеристики обоих режимов.
Схемы включения фотодиодов в режимах: а — фотовольтаическом, б — фотодиодном Фотовольтаический режим • нулевое смещение; • нет темнового тока; • нелинейный; • низкий уровень шума (джонсона); • прецизионные схемы. Режим фотодиода • обратное смещение; • есть темновой ток;. • линейный; • повышенный шум (джонсона + дробовой); • скоростные схемы.
В фотовольтаическом режиме фотодиод может быть представлен источником тока с внутренним сопротивлением в виде параллельной цепочки R D С D. Расчетная схема фотодиода в фотовольтаическом режиме
В этом случае ОУ работает в режиме преобразователя тока в напряжение. При медленных изменениях светового потока влиянием емкости С D можно пренебречь. Поскольку на инвертирующем входе ОУ поддерживается практически нулевой потенциал (виртуальная земля), ток через сопротивление R D равен нулю. Если считать, что входной ток ОУ близок к нулю, то весь фототок будет протекать через резистор R 1 и При изменении освещенности от 0.003 лк (ясная безлунная ночь) до 3000 лк (прямой солнечный свет) фототок диода изменяется в пределах 30 пА …30 мкА. Это соответствует динамическому диапазону 120 дБ. Для того чтобы влияние входного тока ОУ было несущественным, он должен быть менее 3 пА. Если требуется измерение освещенности в широких пределах, то сопротивление резистора обратной связи должно быть не слишком большим (в пределах 10 МОм). Тогда на нижней границе диапазона освещенности выходное напряжение составит
что требует применения ОУ с напряжением смещения нуля не более 100 мкВ. Поскольку фотодиод обладает заметной емкостью, в цепи обратной связи ОУ образуются инерционные звенья со значительными постоянными времени. Например, при включении SD-020-12-001 совместно с резистором R 1 = 100 МОм постоянная времени R 1 C D > составит 4 мс. Это заметно увеличивает фазовое запаздывание в петле обратной связи ОУ в области средних и высоких частот и ведет к неустойчивости схемы. Для компенсации следует включить параллельно резистору R 1 корректирующий конденсатор С 1. Схемы линейного преобразования сигналов. При построении линейных электрических схем кроме пассивных элементов используются идеализированные активные элементы в виде управляемых источников тока и напряжения. Кроме того, применяются идеализированные преобразующие схемы, например преобразователи отрицательного сопротивления. Ниже рассмотрены основные принципы их реализации.
|
|||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-12-09; просмотров: 135; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.15.237.255 (0.005 с.) |