फोटोडिटेक्टर की सिस्टम त्रुटियों का विश्लेषण

फोटोडिटेक्टर की सिस्टम त्रुटियों का विश्लेषण

I. सिस्टम त्रुटियों को प्रभावित करने वाले कारकों का परिचयफोटोडिटेक्टर

व्यवस्थित त्रुटि के लिए विशिष्ट विचारों में शामिल हैं: 1. घटक चयन:फोटोडिओड, ऑपरेशनल एम्पलीफायर, रेसिस्टर्स, कैपेसिटर, एडीसी, पावर सप्लाई आईसी और रेफरेंस वोल्टेज स्रोत। 2. कार्य वातावरण: तापमान और आर्द्रता आदि का प्रभाव। 3. सिस्टम विश्वसनीयता: सिस्टम स्थिरता, ईएमसी प्रदर्शन।

ii. फोटोडिटेक्टरों का सिस्टम त्रुटि विश्लेषण

1. फोटोडायोड: एकप्रकाश-विद्युत संसूचनप्रणाली, की त्रुटियों पर फोटोडियोड का प्रभावप्रकाश विद्युत प्रणालीमुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में प्रकट होता है:

(1) संवेदनशीलता (S)/ रिज़ॉल्यूशन: आउटपुट सिग्नल (वोल्टेज/करंट) वृद्धि △y और इनपुट वृद्धि △x का अनुपात जो आउटपुट वृद्धि △y का कारण बनता है। अर्थात, s=△y/△x। संवेदनशीलता/रिज़ॉल्यूशन सेंसर चयन के लिए प्राथमिक शर्त है। यह पैरामीटर विशेष रूप से फोटोडायोड्स के डार्क करंट के रूप में प्रत्यक्ष सहसंबंध में और फोटोडिटेक्टरों के नॉइस इक्विवेलेंट पावर (NEP) के रूप में विशिष्ट अभिव्यक्ति में प्रकट होता है। इसलिए, व्यवस्थित त्रुटि के सबसे मौलिक विश्लेषण के लिए आवश्यक है कि संपूर्ण फोटोइलेक्ट्रिक सिस्टम की त्रुटि आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए संवेदनशीलता (S)/ रिज़ॉल्यूशन वास्तविक त्रुटि आवश्यकता से अधिक हो, क्योंकि बाद में उल्लिखित कारकों के कारण होने वाले त्रुटि प्रभाव पर भी विचार करने की आवश्यकता है।

(2) रैखिकता (δL): फोटोडिटेक्टर के आउटपुट और इनपुट के बीच मात्रात्मक संबंध की रैखिकता की डिग्री। yfs पूर्ण-पैमाने का आउटपुट है, और △Lm रैखिकता का अधिकतम विचलन है। यह विशेष रूप से फोटोडिटेक्टर की रैखिकता और रैखिक संतृप्ति प्रकाश शक्ति में प्रकट होता है।

(3) स्थिरता/पुनरावृत्ति: फोटोडिटेक्टर में समान यादृच्छिक इनपुट के लिए आउटपुट असंगतता होती है, जो एक यादृच्छिक त्रुटि है। आगे और पीछे के स्ट्रोक का अधिकतम विचलन माना जाता है।

(4) हिस्टैरिसीस: वह घटना जहां एक फोटोडिटेक्टर के इनपुट-आउटपुट विशेषता वक्र इसके आगे और पीछे की यात्रा के दौरान ओवरलैप नहीं होते हैं।

(5) तापमान विचलन: फोटोडिटेक्टर के आउटपुट परिवर्तन पर तापमान में प्रत्येक 1°C परिवर्तन का प्रभाव। तापमान विचलन के कारण होने वाले तापमान विचलन △Tm की गणना कार्य वातावरण के तापमान परास △T के तापमान विचलन गणना के माध्यम से की जाती है।

(6) समय विचलन: वह परिघटना जहाँ किसी फोटोडिटेक्टर का आउटपुट समय के साथ बदलता है जबकि इनपुट चर अपरिवर्तित रहता है (इसके कारण अधिकांशतः उसकी अपनी संरचना में परिवर्तन के कारण होते हैं)। सिस्टम पर फोटोडिटेक्टर के व्यापक विचलन प्रभाव की गणना सदिश योग के माध्यम से की जाती है।

2. ऑपरेशनल एम्पलीफायर: सिस्टम त्रुटि को प्रभावित करने वाले प्रमुख पैरामीटर ऑपरेशनल एम्पलीफायर ऑफसेट वोल्टेज Vos, Vos तापमान बहाव, इनपुट ऑफसेट वर्तमान Ios, Ios तापमान बहाव, इनपुट पूर्वाग्रह वर्तमान Ib, इनपुट प्रतिबाधा, इनपुट कैपेसिटेंस, शोर (इनपुट वोल्टेज शोर, इनपुट वर्तमान शोर) डिजाइन लाभ थर्मल शोर, बिजली आपूर्ति अस्वीकृति अनुपात (PSRR), सामान्य-मोड अस्वीकृति अनुपात (CMR), ओपन-लूप लाभ (AoL), लाभ-बैंडविड्थ उत्पाद (GBW), स्लीव दर (SR), स्थापना समय, कुल हार्मोनिक विरूपण।

यद्यपि ऑपरेशनल एम्पलीफायरों के पैरामीटर फोटोडायोड के चयन की तरह ही एक महत्वपूर्ण सिस्टम घटक हैं, स्थान की सीमाओं के कारण, विशिष्ट पैरामीटर परिभाषाओं और विवरणों का यहाँ विस्तार से वर्णन नहीं किया जाएगा। फोटोडिटेक्टरों के वास्तविक डिज़ाइन में, व्यवस्थित त्रुटियों पर इन सभी पैरामीटरों के प्रभाव का मूल्यांकन किया जाना चाहिए। यद्यपि सभी पैरामीटर आपकी परियोजना आवश्यकताओं पर महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं डाल सकते हैं, वास्तविक अनुप्रयोग परिदृश्यों और विभिन्न मांगों के आधार पर, उपरोक्त पैरामीटर व्यवस्थित त्रुटियों पर अलग-अलग प्रभाव डालेंगे।

ऑपरेशनल एम्पलीफायरों के लिए कई पैरामीटर होते हैं। विभिन्न सिग्नल प्रकारों के लिए, व्यवस्थित त्रुटियाँ उत्पन्न करने वाले मुख्य पैरामीटर DC और AC सिग्नल पर केंद्रित हो सकते हैं: DC वेरिएबल सिग्नल इनपुट ऑफ़सेट वोल्टेज Vos, Vos तापमान विचलन, इनपुट ऑफ़सेट धारा Ios, इनपुट बायस धारा Ib, इनपुट प्रतिबाधा, रव (इनपुट वोल्टेज रव, इनपुट धारा रव, डिज़ाइन गेन थर्मल रव), पावर सप्लाई रिजेक्शन रेशियो (PSRR), कॉमन-मोड रिजेक्शन रेशियो (CMRR)। AC वेरिएशन सिग्नल: उपरोक्त पैरामीटरों के अतिरिक्त, निम्नलिखित पर भी विचार करने की आवश्यकता है: इनपुट कैपेसिटेंस, ओपन-लूप गेन (AoL), गेन-बैंडविड्थ गुणनफल (GBW), स्लीव रेट (SR), स्थापना समय, और कुल हार्मोनिक विरूपण।