Устройство для измерения шумовых характеристик фоточувствительных элементов Советский патент 1983 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к рвдиоиамерекиям, а ИМЙ1НО к измерению шумовых характеристик фоторегистра оров.

Объективное исследование шумовых параметров фоторегистраторов связано с необходимостью разделения различных компонент шума, причем наибольшую трупносгь преасгавляег выаеление генерачионно-рекомбинационного шума фотоносителей от аругнх составляющих токового игума. Указанная операция связана с изменением режима работы измерителя, что повышает продол жительность измерительного цикла.

Известно устройство аля измерения шу мовык карактеристик фоторегистраторов, состоящее из последовательно оптически связанных источника излучения, модулятора, исследуа юго фоторегистратора, подключенного к одному из входов компенсатора,аругой вход которого связан с вы- хопом регулятора амплитуды, а выход - входьш широкополосного усилистеля и первого изб1фательного усилителя через детектор огибающей, фильтр нижних частот и второй 25 избирательный усилитель связан с первым индикатором, выход второго избирательного усилителя связан с вторым индикатором, а вход регулятора амплитуды через фазовращатель соединен с модулятором Cl. Недостаток устройства - низкая производительность измерений, вызванная большой продолжительностью изкгерительного цикла, В устройстве во время каждого цикла измерений необходимо проведе ние компенсации сигнала с частотой молуляшш на широкополосного усилителя и второго избирательного усилителя. При этом уровень компенсирующего напряжения зависит как от глубины модуляции оптичеч:ког о излучения, так и от чувствительности исследуемого фоторегист ратора. При исследовании многоканального фоторегистратора измерению параметро } аждой фотоячейки должна предшествовать установка необходимого уровня компенсирующего напряжения по минимуму сигнала на выходе первого избирательного усилителя. Только после этого устройство отделяет генерашюнно-рекомбинационный щум фотоносителей от других составляющих токового шума и его измерение возможно по величине сигнала с удвоенной частотой модуляции на выходе второго избирате аьного усилителя. Если учесть, что на тфактике час1-о требуется измерение шутловых параметров при разтшчных уровнях оптического излучения и, кроме того что многоканальные фоторег гстраторм оптических систем обработки информации содержат 10 - lO фотоячеек, понятно что необходимость установки уровня компенсхфуюшвго напряжения при переходе от

ячейки и при изменвшш уровня оптического сигнала сушественно увеличивает щэодолжитепьность измерительного никла и, соответственно, снижает производительность . Вместе с этим прототип

имеет низкую точность измерений, за счет ошибки оператора, а также вследствие влияния нестабильности уровня оптического излучения в процессе измерений. Цель изобретения - увеличение точности и производительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, состоящее из последовательно оптически связанных источника излучения, модулятора и исследу« 1ого фоторегистратора, подключенного к одному из входов компенсатора, другой вход которого через регулятор амплитуды и фазовращатель связан с модулятором, широкополосного усилителя. 30 выход которого через детектор огибающей, фильтр нижних частот и первый избирательный усилитель связан с индикатором, и второго избирательного усилителя, введены два коммутатора, два пиковых детектора, схема объединения, дифференциальный усилитель и генератор разнополярного сигнала, причем сигнальный и управЛ1пощий входы первого коммутатора связаны соответственно с выходом компенсаТора и тактирующим выходом генератора разнополярного сигнала, первый выход с входом широкополосного усилителя, а второй выход через второй избирательный усилитель - с сигнальным входом второго коммутатора, управляющий вход которого связан с сигнальным выходом генератора разнополярного сигнала, а выход соответственно через первый и второй пиковый детекторы соединены с входами дифференциального усилителя, выход которо-. го.подключен к одному из входов схемы объединения, второй вход которой связан с сигнальным выходом генератора разнопол яркого сигнала, а выход - с управляющим входом регулятора амплиту ды. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - эпюры сигналов в различных цепях устройства. Устройство содержит источник I излучения, модулятор 2, исследуо 1ый фоторегистратор 3, компенсатор 4, первый коммутатор 5, широкополосный усилитель 6, детектор 7 огибающей, фильтр 8 нижнтгх

частот, первый изб1фательный усилите 9, индихйтор 10, регулятор И аплитудЫ( второй избирательный усилитель 12, фазовращатель 13, схема 14 объединения, генератор 15 разнополярного сигнала, второй коммутатор 16, первый и вто :рой пиковые детекторы 17 и 18. соответ ствевно диффереюшальный усилитель 19. Устройство работает следующим образом.

На исследуемый фоторегистратор 3 подается световой поток, промодулированный по амплитуде сигналом с частотой w Одновременно модулирующий сигиал этой же частоты, но повернутый по фазе на 18О подается на один из входов компенсатора 4. На второй вход компенсатора 4 подается сигнал с исследуемого фотрегистратора 3, Таким образом, на входах компенсатора 4 присутствуют два сигнала с относительным сдвигом фаз 180° : модулирующий и фоторегистратора (содержащий шумовую компоненту).. П иодически по сигналу на такт1фующем выходе генератора разнополярного сигнал (фиг. 36) сигнальный вход первого коммутатора 5 соединяется с входом второго избирательного усилителя 12. В течение интервала времени f (фиг. Зб) с сигнального выхода генератора 15 разнополярного сигнала через схему 14 объе,

динения подается сигнал на регулятор 11 амплитуды (фиг. За), по которому изменяется амплитуда модулирующего сигнала с частотой Uj , подаваемого на комиенсатор 4 (фиг, Зв). Второй коммутатор 16 управляется тем же разнополярным синалом таким образом, что положительному сигналу соответствует соединение его сш нального входа с одним из пиковых детекторов (например, 17), а отрицательному - с другим (18). Таким образом осуществляется разделение сигналов на выходе компенсатора, соответствующих изменению амплитуды сигнала на входе компенсатора в противоположную сторону (фиг. Зг и д). Зависимость уровня сигнала на выходе компенсатора рег от величины сигнала на входе, связанном с регулятором 11 амплитуды, при noci-оянном уровне сигнала, подаваемого с исследует ого фоторегистратора, имеет вид, показанный на фиг. 2 Эта зависимость имеет розко выраженный минимум при

определенном уровне U комп соответствующее балансу схемы компенсатора 4. Изменегше амплитуды указанного сиг.нала в противоположную сторону, вызванное . наличии разнопблярного стенала на управляющем входе регулятора II амплитуды, приводит к одинаковому увеличению сигнала на выходе схемы.

(5;;Л

Фйг.

ff

.л

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЬЯХ ЭЛЕМЕНТОВ по авт. .ев, № 81975О, о т ли чающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений за счет сокращения длительности измерительного цикла, в него введены два коммутатора, два пиковых детектора схема объединения, дифференциальный усилитель и генератор разнополярного сигнала, причем сигнальный и у1фавляюии{й входы первого коммутатора связаны соответственно с выходом компенсатора и тактирующим выходом генератора равнополярного сигнала, а выход - с входом широкополое ного усилителя, второй выход второй избирательныгй усилитель - с сигнальным входом второго коммутатора, управлякипий вход которого связан с сигнальным выходом генератора разнополярного сигнала, а выходы соответственно первый и второй пиковый детекторы соединены с входами дй|)ф ренииального усилите-. ля.выход которого подключен к одному из ® входов схемы объединения, вгорой вхм ля которой связан с сигнальным выходом ; %f/ г«1ератора разнополярного сигнала, а выход - с управляющим входом регулятора амплитуды.

Гг

j

ifS Ii

.I

f

I

/

.