Устройство для контроля относительной спектральной чувствительности фотоприемников

 

Изобретение относится к фотометрии и предназначено для автоматизированного контроля спектральной чувствительности фотоприемников. Цель изобретения - повышение производительности контроля. Для этого делитель 16 формирует отношение сигналов с выходов блоков 10 и 11 усиления образцового и исследуемого фотоприемников, на приемные площадки которых через выходные щели 5 и 6 монохроматора 2 поступает монохроматическое излучение. Сравнение сигналов образцового и исследуемого фотоприемников осуществляется на заданных длинах волн по командам, вырабатываемым формирователем 4 и блоком 18 управления в процессе развертки спектра источника 1 излучения приводом сканирования 3 монохроматора 2. По этим командам осуществляется управление коэффициентами передачи блоков 10 и 11 усиления на каждой из длин волн λ<SB POS="POST">1</SB> ,..., λ<SB POS="POST">N</SB>, на которой осуществляется контроль спектральной чувствительности фотоприемника. Одновременно по командам с выхода блока 18 управления в управляемом источнике 19 опорных напряжений на этих же длинах волн вырабатываются напряжения, соответствующие верхней и нижней границам поля допусков соотношения сигналов образцового и исследуемого фотоприемников, те полям допусков относительной спектральной чувствительности исследуемого фотоприемника 8, нормированным относительно заданной длины волны λ<SB POS="POST">O</SB>. Допусковый контроль осуществляется в блоке 17 сравнения, где происходит сравнение сигнала, соответствующего спектральной чувствительности исследуемого фотоприемника с напряжениями верхней и нижней границ поля допусков, вырабатываемых блоком 19. По завершении одного полного цикла сканирования (от λ<SB POS="POST">1</SB> дО λ<SB POS="POST">N</SB>) регистратором по командам, поступающим на третий вход блока 17 сравнения, производится регистрация выходного сигнала блока 17 сравнения, индицирующего соответствие спектральной характеристики исследуемого фотоприемника 8 значениям нормы, заданным в процентном отношении к выходному напряжению аналогового делителя 16, соответствующему равенству напряжений на его входах. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) 1Я) 4 С 01 J I 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1Щ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21 ) 4376058/24-25 (22) 11.02.88 (46) 30.! 0.89. Бюл, М 40 (72) A. II. Столяров, В.!(. Коваленко и П.А.Тараэанов (53) 535.242 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1038311, кл . G 01 J 1/42, 1981.

ГОСТ 17772-79. Приемники излуче.ния и устройства полупроводниковые фотоэлектрические. Государственный комитет СССР по стандартам, M.

Иэд-во стандартов, 1985, с.44-48. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ С11ЕКТРАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСГИ ФОТОПР!! РIHHKOB

2 (57) Изобретение относится к фотометрии и предназначено для автоматизированного контроля спектральной чувствительности фотоприемников. Цель изобретения — повьпненне производительности контроля, Для этого делитель 16 формирует отношение сигналов с выходов блоков 10 и 11 усиления образцового и исследуемого фотоприемников, на приемные площадки которых через выходные щели 5 и 6 монохроматора 2 поступает монохроматическое излучение. Сравнение сигналов образцового и исследуемого фотоприемников 4 и блоком 18 управления на заданных длинах волн по командам, вырабатываемым формирователем 4 и блоком 18 уп1518681

l0

20 равления в процессе развертки спектра источника 1 излучения приводом сканирования 3 монохроматора 2, По этим командам осуществляется управление коэффициентами, передачи блоков

l0 и 11 усиления íà каждой из длин

soJIH Q ... ° 7l„, на которой осуп1ествляется контроль спектральной чувствительности фотоприемника. Одновременно пр командам с выхода блока 18 управления в управляемом источнике 19 опорных напряжений на этих же длинах волн вырабатываются напряжения, соответствующие верхней и нижней границам поля .цопусков соотношения сигналов образцового и исследуемого фотоприемников, т.е. полям допусков относительной спектральной чувствительности исследуемого фотоприемника 8, нормированным относиИзобретение относится к фотометрии и предназначено для автоматизированного контроля спектральной чувствитель.— ности приемников излучения (фотоприемников). 30

Цель изобретения — повышение производительности контроля при одновременном повьппении точности.

На чертеже приведена блок-схема

1 устройства. 35

Устройство содержит источник 1 из1лучения с блоком регулировки его режима, монохроматор 2, снабженньп» приводом 3 сканирования развертки по спектру, механически связанным с фор- 40 мирователем 4 реперов начала развертки спектра и реперов текущего значения длины волны, двумя выходными оптическими щелями 5 и 6, блок 7 для установки образцового (аттестованно- 45 го) фотоприемника, оптически сопряженный с выходной щелью 5, блок 8 для установки исследуемого фотоприемника, оптически сопряженный с выходной щелью 6,и светоделитель 9„ расположен-50 ный на пути светового потока перед оптической щелью 5 и обеспечивающий создание на выходе оптической щели 6 монохроматического излучения с дли-.

НОй вОлны, точнО сООтветствующей 55 длине волны излучения на выходе опти- i ческой щели 5.

Электрическая часть устройства состоит из блоков 10 и 1) усиления, кажтельно заданной длины волны h . Допусковый контроль осуществляется в блоке 17 сравнения, где происходит.сравнение сигнала, соответствующего спектральной чувствительности исследуемого фотоприемника с напряжениями верхней и нижней границ поля; допусков, вырабатываемых блоком 19.

По завершении одного полного цикла сканирования (от %, до Л „ ) регистратором по командам, поступающим на третий вход блока 17 сравнения, производится регистрация выходного сигнала блока 17 сравнения, индицирующего соответствие спектральной характеристики исследуемого фотоприемника 8 значениям нормы, заданным в процентном отношении к выходному напряжению аналогового делителя 16 соответствующему равенству напряжений на его входах, 1 ил. дый иэ которых содержит входной аттенюатор 12 и операционный усилитель

13, в цепь отрицательной обратной связи которого подключены п параллельных цепочек из последовательно включенньм аналоговьм ключей 14 и переменных масштабных резисторов 15, где п — число длин волн, на которых осуществляется контроль спектральной чувствительности, аналоговый делитель 16, подключенный первым и вторым входами к выходам блоков 10 и 11 усиления соответственно, блок 17 сравнения, подключенный информационным входом к выходу аналогового делителя 16 блок 18 управления, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам формирователя 4, второй выход блока 18 подключен к входу блока 17 сравнения, управляемый источник 19 опорных напряжений, вход которого подключен к первому выходу блока 18 управления и к управляющим входам аналоговых ключей 14, а первый и второй выходы — соответственно, к первым и вторым входам блока 17 сравнения, подключенного выходом к регистратору, который подключен к первому и второму выходам формирователя 4 и к выходу аналогового делителя 16. При этом блок 18 управления состоит из делителя 20 частоты, вход которого является первым входом блока 18 а выход — вторым ня первый вход которого поступают импульсы реперов длины волны, я на второй (установочный) — репер начала

5 цикла развертки. Реперьi длины волны через делитель 20 поступают на вход счетчика 21, устанавливаемого в на-, чале каждого цикла сканирования в начальное (нулевое) состояние, Выходная двоичная (цифровая) комбинация счетчика 21 поступает на вход дешифратора 22, который преобразует ее в позиционный код "! из n".

Таким образом, при включении привода 3 монохроматора 2 осуществляется спектральное сканирование (развертка по спектру). При этом ня выходах дешифряторя 22 последовательно возникают сигналы, соответствующие определенным длинам волн Ъ,, h „ h; на которых осуществляется контроль спектральной чувствительности фотоприемника. Эти сигналы совместно с выходными сигналами делителя "0 используются для управления работой устройства.

Оптическое излучение .с выходных щелей 5 и 6 монохроматора поступает на оптические входы блоков 7 и 8 образцового и исследуемого фотопрнемников. Электрические сигналы с выходов фотоприемников через блоки 10 и 11 усиления поступают на вход аналогового делителя 16. Выходной сигнал делителя 16 поступает на информационный вход блока 17 сравнения.

В блоке 17 сравнения производится проверка попадания величины выходного сигналя делителя 19 в зону допускаемых значений спектральной чувствительности, задаваемых управляемым источником опорных напряжений на каждой длине волны. По командам блока 18 управления, поступающим на управляющие входы аналоговых ключей 22 и 23, источники опорных напряжений 24 и 25 подключаются к первому, и второму входам блока 17 сравнения.

Согласование выходных сигналов фотоприемников с динамическим диапазоном входных сигналов аналогового делителя !6 осуществляется с помощью операционных усилителей I 3,,аналоговых ключей 14 и масштабных резисторов 15, Алгоритм настройки следующий, Устанавливают образцовый фотоприемник в блоке 7 у оптической щели 5. Включив привод сканиронания 4

5 1518681 выходом блока 18, счетчика 21, счетный С-вход которого подключен к выходу делителя 20 частоты, я установочный R-вход служит вторым входом блока 18, дешифратора 22 "! нз n" вход которого подключен к выходу счетчика

21 à его параллельные выходы являются первым выходом блока 18.

Управляемый источник 19 опорных напряжений содержит аналоговые клю чи 22 и 23 с источниками,24 и 25 опорного напряжения U,„ íà информационных входах, выходы которых служат первым и вторым выходами блока

19, а управляющие входы включень: попарно и служат входом блока 19.

Блок 17 сравнения выполнен в виде стробированного двухпорогового компаратора и содержит компяраторы 26 2р н 27, инвертирующий вход компараторя

26 и неинвертирующий вход компяраторя

27 объединены между собой и служат информационным входом блока 17, ннвертирующий вход компаратора 27 служит 25 первым входом блока 17, а неинвертирующий вход компаратора 26 — вторым входом блока 17, выходы компараторов 26 и 27 подключены к первому и второму входам логического элемента ЗИ 28, третий вход которого служит третьим входом блока !7, а выход — выходом блока 17, источник I излучения содержит излучатель 29, блок 30 регулировки Режима излучателя, выход котоРо-35 го соединен с электрическим входом излучателя, и оптическую систему 31 для сопряжения излучателя l с входной щелью монохроматора 2.

Устройство работает следующим об- 4п разом.

Поток энергии источника 1 направляется оптической системой 3! на входную .щель монохроматора 2. При этом через выходные щели 5 и 6 на 45 оптические входы блоков 7 и 8 фотоприемников поступают монохроматические потоки излучения одной длины волны. Точное совпадение длины волны излучения на выходе щелей 5 и 6 достигается вращением светоделителя 9 вокруг его вертикальной оси, для чего на входную щель 5,монохроматора направляют излучение лазера и светоделитель 9 устанавливают в положение, соответствующее максимальному сигналу на выходе фотоприемника 8.

Последовательность работы устройства задается блоком 18 управления, I

151868 1 и источник 1 излучения, контролируют величину сигнала на выходе усилителя 10. Затем, изменяя величину масштабНых резисторов !5, добиваются на каждой длине волны 7<; равенства величин

5 сигналов на выходе блока 10 усиления величинам (0,6-0,8) U „,6, где ма<С

U ei

Настройка блока 11 усиления осуществляется аналогично.Для этого образцовый фотоприемник устанавливают 20 в блоке 8 у щели 6 и процесс настройки повторяют с той разницей, что величины коэффициентов передачи операционных усилителей 13, входящих н состав блоков 10 и 11 усиле25 ния, на каждой длине волны должны быть равны. Благодаря такой настройке сигнал, пропорциональный отношению напряжений на выходах блоков 7 и 8 фотоприемников, формируется на выходе аналогоного делителя 16 с минимальной погрешностью на всех дли- нах волн Ъ;.

На следующем этапе операцию настройки блокон 11 усиления выполня- 35 ют по двум образцовьм фотоприемникам„ установленным у оптических щелей 5 и 6, При этом, контролируя нахождение величин выходных сигналов блоков

10 и II на каждой длине волны h, н 40 пределах (0,6-0,8) U „, (регулируя при необходимости напряжение на выходе блока 11 при помощи аттенюатора

12), дополнительной подстройкой масштабных резисторов 15 в цепи обрат- 45 ной связи операционного усилителя 13, входящего н состав блока 11, добиваются строгого постоянства величин выходного напряжения аналогового делителя 1б на всех длинах волн %...,. >g. 5p

Такая настройка устройства с одновременным использованием двух образцовых фотоприемников обеспечивает компенсацию неидентичности оптических каналов при одновременном исключении 55 влияния нестабильности источника излучения как на результаты настройки, так и на ре <ультаты измерений, что повышает точность контроля спектральной чувствительности.

Дпя осуществления контроля спект-. ральной чувствительности у щели 6 в блоке 8 вместо образцового устанавливают исследуемый фотоприемник. 3атем включают привод сканирования и остананливают его на длИне волны Ъ

<о, относительно которой производится сравнение, При помощи аттенюатора 12 добиваются на выходе аналогового делителя 15 величины сигнала, соответствующего соотношению 1!8„„« /U ь,„<, I, и включают привод 4 сканирования °

По завершении одноro полного цикла сканирования (от %, до hn ) регистратором по команде с второго выхода блока 18 управления, поступающей на третий вход блока 17 сравнения, регистрируется выходной сигнал блока 17 сравнена, индицирующий соответствие спектральной характеристики фотогьриемника значениям нормы, заданным в процентном отношении к выходному напряжению аналогового делителя 16.

Устройство может быть использовано для исследования характеристик селеновых фотоэлементов, фотодиодов, фотосопротинлений и др.

Положительный эффект от применения устройства обусловлен увеличением производительности контроля спектральной чувствительности при одновременном повышении его точности, благодаря тому, что при контроле на каждой длине волны сравнение сигналов образцового (аттестонанного) и исследуемого фотоприемников осуществляется строго в один .н тот же момент времени. формула изобретения

Устройство для контроля относитель- ной спектральной чувствительности фо" топриемникон, содержащее источник излучения с блоком регулировки его режима, монохроматор с двумя выходными оптическими щелями с размещенными за ними блоками для установки образцового и исследуемого фотоприемников, подключеннь<ми соответственно к первому и второму блокам усиления, и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности при одновременном повышении точности, н него введены аналоговый делитель, блок сравнения, 1 51 8681

Составитель Е. Иаколкин

Редактор И. Касарда Техред Л. Сердюкова Корректор Л.Бескид

Заказ 6598/46 Тираж 466 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 управляемый источник опорных напряжений и блок управления, при этом моиохроматор снабжен приводом сканирования развертки по спектру и формирователем реперов начала развертки и реперов текущего значения длины вол" ны, механически связанным с приводом сканирования, а каждый из двух блоков усиления содержит входной атте" нюатор и операционный :усилитель, в цепь отрицательной обратной связи которого подключены и параллельных цепочек из.последовательно включенных аналоговых ключей и перемен ных масштабных резисторов, где и число длин волн, на которых осуществляется контроль спектральной чувствительности, причем выходы первого и второго блоков усиления подключены соответственно к первому и второму входам аналогового делителя> выход

5 которого подключен к информационному входу блока сравнения, выход коТорого служит информационным выходом устройства, а первый и второй входы подключены соответственно к первому и второму выходам управляемого источника опорных напряжений, вход которого под" ключен к пеовому выходу блока управления, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам формирователя реперов начала развертки и реперов текущего значения длины волны, а второй ввжод подключен к третьему входу блока сравнения.