Устройство для измерения сигналаи шума фотоприемника

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

Сеюз Советскнх

Сецрвектнческнх

Рееаублнк

<я798640 (63) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 230378 (21) 2593494/18-21 (я}м. кл.з

G 01 R 29/26 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет Гвсуяврствеяеай комитет

СССР ю янаи азебрстсний я открмтяй

Опубликовано 2 30 181. Бюллетень ИЯ 3 (53) УДК 621. 317. . 79 (088. 8) Дата опубликования описания 2 30181 (72) Авторы изобретения

Л.В.Солоноуц, Л.Я.Симонов, В,.М. Завьялов и Г. В. Шпагин (У! ). Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИГНАЛА И ШУМА

ФОТОИРИЕМНИКА

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения основных параметров фотоприемников.

Известны устройства для измерения сигнала и шума фотоприемника, содержащие источник излучения и модулятор, установленные перед измеряемым фотоприемником, подключенным через усилитель к регистрирующему устройству (1).

Недостатком устройств подобного типа является отсутствие возможности одновремечного измерения напряжения сигнала и напряжения шумов фотоприемников, что необходймо дпя исследования динамики его работы.

Известно устройство для измерения сигнала.и шума фотоприемника, содержащее источник излучения и модулятор, установленный перед исследуемым фотоприемником, подключенным к двум измерительным трактам, содержащим резонанс.ые усилители и индикаторы (21.

Лля разделения напряжения сигнала и шума в таких устройствах используется частотная селекцияг усилители в измерительных трактах выполнены резонансными с разными резонансными частотами, причем соотношение частот должно быть больше или равно 4, т.е. модулятор выполнен синусоидальным.

В результате применения частотной . селекции частотный диапазон, в котором можно производить исследования, существ енно сужает с я, а дл я о ст алвных частот оказывается совершенно не пригодйым вследствие наличия

® у фотоприемников инерционности и эначительхой зависимости уровня шума от частоты.

Измерение сигнала и шума фотоприемников проводится на двух часто15 тах, существенно отличных друг от друга, и часто приводит к получению некорректных результатов, зависящих от индивидуальных свойств исследуемого фотоприемника.

20 Для улучшения технических характеристик измерение сигнала на этих устройствах необходимо проводить на оптических потоках очень малой интенсивности, так как при больших потоках напряжение шумов фотоприемника увеличивается вследствие того, что высшие гармоники напряжения сигнала недостаточно ослабляются фильтрами и попадают в канал измере30 ния напряжения шума.

798б 40

1(ель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения сигнала и шума фотоприемника, содержащем последовательно соединенные источник излучения и модулятор, выход которого соединен с одним входом устройства, а также два измерительных канала, каждый иэ которых содержит последовательно соединенные резонансный усилитель и индикатор, введен коммутатор, один вход которого соединен с другим входом устройства, другой — с выходом модулятора, а выход - c входами измерительных каналов, причем модулятор выполнен амплитудно-импульсным.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 вид модуляции светового потока и соответствующая диаграмма напряжений 20 на выходе фотоприемника; на фиг.3форма диска амплитудно-импульсного модулятора.

Перед измеряемым фотоприемником

1 Установлены амплитудно-импульсный 25 модулятор 2 и источник 3 излучения.

На выходе фотоприемника 1 включен коммутатор 4, синхронизированный с модУлятором 2 и подключенный к двум измерительным каналам 5,содержащим усилители б и индикаторы 7.

Резонансные частоты усилителей Ь в обоих измерительных трактах одинаковы.

Амплитудно-импульсный модулятор

2 может быть электромеханическим: амплитудно-импульсная модуляция обеспечивается формой диска (фиг.3).

Кроме того, возможны и другие варианты осуществления амплитудно-импульсной модуляции (модулированный 40 блок питания источника света и .т.д.).

Устройство работает следующим образом.

Непрерывный оптический поток от источника 3 с помощью модулятора 2 преобразуется в . амплитудно-импульсный сигнал (фиг. 2 а). При воздействии си нала на фотоприемник 1 на его выходе появляется соответствующий электрический сигнал, содержащий напряжение фотосигнала и напряжение собственных шумов фотоприемника (фиг. 26). С помощью коммутатора 4, управляемого модулятором 2, напряжения сигнала и шума подаются на соответствующие измерительные тракты 5, где происходит усиление и регистрация сигнала.

Применение резонансных усилителей обусловлено тем, что в целом ряде случаев необходимо выделять сигнал, величина которого соизмерима с уровнем собственного шума фотоприемника и измерительного тракта, а сужение полосы пропускания приводит к существенному уменьшению их шумов, не уменьшая величину сигнала.

В предлагаемом устройстве устраняется необходимость в частотной селекции, так как амплитудно-импулЬсный модулятор обеспечивает временное разделение полезного сигнала и шума, при этом появляется возможность производить измерение напряжения сигнала и шума фотоприемника на любой частоте, одинаковой для обоих каналов, лежащей в пределах частотного диапазона фотоприемника, вследствие чего существенно расширяется частотный диапазон измерений и устраняется возможность возникновения систематической погрешности.

Кроме того, практически полностью устраняется попадание высших гармоник напряжения сигнала в канал измерения шума,что в свою очередь снимает ограничения в уровнях интенсивности потока излучения, Расчеты показали, что точность измерения шума в предлагаемом устройстне в 2-3 раза выше за счет расширения эквивалентной шумовой полосы до любого практического значения (200-400 Гц).

Формула изобретения

Устройство для измерения сигнала и шума фотоприемника, содержащее последовательно соединенные источник излучения и модулятор, выход которого соединен с одним входом устройства, а также два измерительных канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные резонансный усилитель и индикатор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен коммутатор, один вход которого соединен с другим входом устройства, другой — с выходом модулятора, а выход — с входами измерительных каналов, причем модулятор выполнен амплитудно-импульсным.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° ГОСТ 18167-72, с. 10.

2. Нриемники лучистой энергии полупроводниковые, фотоэлектрические охлаждаемые. Иетоды определения времени выхода на режим и времени антонОмной работы. ГОСТ 3-3205-75, с.11.