Fotodetektorlaryň sesini nädip azaltmaly

Fotodetektorlaryň sesini nädip azaltmaly

Fotodetektorlaryň sesi esasan şulary öz içine alýar: häzirki ses, termiki ses, atylan ses, 1 / f ses we giň zolakly ses we ş.m. Bu klassifikasiýa diňe birneme gödek. Bu gezek, dürli sesleriň fotodetektorlaryň çykyş signallaryna edýän täsirine has gowy düşünmek üçin has jikme-jik ses aýratynlyklaryny we klassifikasiýalaryny hödürläris. Diňe ses çeşmelerine düşünmek bilen fotodetektorlaryň sesini has gowulaşdyryp we gowulaşdyryp bileris, şeýlelik bilen ulgamyň signal-ses sesini optimizirläp bileris.

Ok atylýan ses, zarýad göterijileriň aýratyn tebigaty sebäpli dörän tötänleýin üýtgeme. Esasanam fotoelektrik täsirinde, fotonlar elektron öndürmek üçin fotosensiw komponentleri uranda, bu elektronlaryň döremegi tötänleýin we Poisson paýlanyşyna laýyk gelýär. Atylan sesiň spektral aýratynlyklary tekiz we ýygylyk ululygyna bagly däl, şonuň üçin oňa ak ses diýilýär. Matematiki düşündiriş: Atylan sesiň kök ortaça kwadrat (RMS) bahasy:

Olaryň arasynda:

e: Elektron zarýad (takmynan 1,6 × 10-19 kulomb)

Idark: Garaňky tok

Δf: geçirijilik giňligi

Atylýan ses tokyň ululygyna proporsionaldyr we ähli ýygylyklarda durnuklydyr. Formulada Idark fotodiodyň garaňky tokyny görkezýär. Lightagny, ýagtylyk bolmadyk ýagdaýynda fotodiod islenmeýän garaňky tok sesini alýar. Fotodetektoryň iň ujundaky mahsus ses, garaňky tok näçe uly bolsa, fotodetektoryň sesi şonça-da köp bolar. Garaňky tok, fotodiodyň ikitaraplaýyn işleýiş naprýa .eniýesine-de täsir edýär, ýagny ikitaraplaýyn iş naprýa .eniýesi näçe uly bolsa, garaňky tok şonça-da köp bolýar. Şeýle-de bolsa, ikitaraplaýyn işleýän naprýa .eniýe fotodetektoryň birleşýän kuwwatyna hem täsir edýär we şeýlelik bilen fotodetektoryň tizligine we geçirijilik ukybyna täsir edýär. Mundan başga-da, ikitaraplaýyn naprýa .eniýe näçe köp bolsa, tizlik we geçiriş giňligi şonça-da ýokarydyr. Şol sebäpli, düşürilen ses, garaňky tok we fotodiodlaryň geçirijilik ukyby nukdaýnazaryndan, taslama hakyky talaplaryna laýyklykda laýyk dizaýn amala aşyrylmalydyr.

2. 1 / f Çala ses

1 / f ses, çalaja ses diýlip hem atlandyrylýar, esasan pes ýygylyk aralygynda bolup geçýär we material kemçilikleri ýa-da ýerüsti arassalygy ýaly faktorlar bilen baglanyşykly. Spektral häsiýetli diagrammadan, güýç spektral dykyzlygynyň ýokary ýygylyk diapazonynda pes ýygylyk aralygyndan ep-esli kiçidigini we ýygylygyň her 100 esse ýokarlanmagy üçin spektral dykyzlygyň sesiniň 10 esse azalýandygyny görmek bolýar. 1 / f sesiň güýç spektral dykyzlygy ýygylyga ters proporsionaldyr, ýagny:

Olaryň arasynda:

SI (f): Sesi güýçli spektral dykyzlyk

I: Häzirki

f: quygylyk

1 / f ses pes ýygylyk aralygynda möhümdir we ýygylygyň artmagy bilen gowşaýar. Bu häsiýet, pes ýygylykly programmalara esasy päsgelçilik çeşmesine öwürýär. 1 / f ses we giň zolakly ses, esasan, fotodetektoryň içindäki işleýän güýçlendirijiniň naprýa .eniýe sesinden gelýär. Fotodetektorlaryň sesine täsir edýän başga-da köp ses çeşmesi bar, meselem, güýçlendirijileriň elektrik üpjünçiliginiň sesi, häzirki ses we amaly güýçlendiriji zynjyrlary gazanmak üçin garşylyk torunyň ýylylyk sesi.

3. Işleýiş güýçlendirijisiniň naprýa .eniýesi we häzirki sesi: Naprýatageeniýe we tok spektral dykyzlygy aşakdaky suratda görkezilýär:

Amal güýçlendiriji zynjyrlarda häzirki ses fazaly tok sesine we ters tok sesine bölünýär. Fazaly häzirki ses i + çeşmäniň içerki garşylygy Rs-dan geçýär we ekwiwalent naprýa .eniýe sesini döredýär u1 = i + * Rs. I. Şonuň üçin has gowy ses üçin optimizasiýa etmek üçin elektrik üpjünçiliginiň sesi (içerki garşylygy hem goşmak bilen) optimizasiýa üçin esasy ugur bolup durýar. Häzirki sesiň spektral dykyzlygy ýygylyk üýtgemeleri bilen üýtgemeýär. Şonuň üçin, zynjyr bilen güýçlendirilenden soň, fotodiodyň garaňky toky ýaly, fotodetektoryň atylan sesini hemmetaraplaýyn emele getirýär.

4. Amal güýçlendiriji zynjyryň gazanmagy (güýçlendiriji faktor) üçin garşylyk torunyň ýylylyk sesini aşakdaky formula bilen hasaplap bolar:

Olaryň arasynda:

k: Boltzmann hemişelik (1,38 × 10-23J / K)

T: Mutlak temperatura (K)

R: Garşylyk (ohms) ýylylyk sesi temperatura we garşylyk bahasy bilen baglanyşykly we spektri tekiz. Formuladan görmek bolýar, girdeji garşylygy näçe uly bolsa, termiki ses şonça-da köp. Zolak giňligi näçe uly bolsa, termiki ses hem şonça köp bolar. Şonuň üçin garşylyk bahasynyň we geçirijilik giňliginiň bahasynyň hem girdeji talaplaryna, hem-de geçirijilik ukybynyň talaplaryna laýyk gelmegini üpjün etmek, netijede pes ses ýa-da ýokary ses-ses gatnaşygy talap etmek üçin ulgamyň ideal signal-ses sesine ýetmek üçin girdeji garşylyklaryny saýlamak taslamanyň hakyky talaplaryna esaslanyp ünsli gözden geçirilmelidir we baha berilmelidir.

Gysgaça mazmun

Sesi gowulandyrmak tehnologiýasy fotodetektorlaryň we elektron enjamlaryň işleýşini ýokarlandyrmakda möhüm rol oýnaýar. Highokary takyklyk pes sesi aňladýar. Tehnologiýa has takyklygy talap edýändigi sebäpli, ses, signal-ses gatnaşygy we fotodetektorlaryň şoňa meňzeş ses güýji talaplary barha ýokarlanýar.