Устройство для измерения сигналаи шуМА фОТОпРиЕМНиКА Советский патент 1981 года по МПК G01R29/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИГНАЛА И tUVMA ФОТОПРИЕМНИКА

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения основных параметров фотоприемникоэИзвестны устройства для измерения сигнала и шума фотоприемника, содержащие источник излучения и модулятор установленные перед измеряемьш фотоприемником, подключенньш через усилитель к регистрирующему устрс ству 1. Недостатком устройств подобного типа является отсутствие возможности одновременного измерения напряжения сигнала и напряжения шумов фотоприемников, что необходимо для исследования динамики его работы. Известно устройство для измерени сигнала и шума фотоприемника, содер жащее источник излучения и модулято установленный перед исследуемым фотоприемником, подключенным к- двум измерительным трактам, содержащим резонанс, ые усилители и индикаторы .2. Для разделения напряжения сигнал и шума в.таких устройствах используется частотная селекция: усилител 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, существенно сужается/ а для осталБных частот оказывается совершенно не пригоднш/Г вследствие наличия у фотоприемников инерционности и значительной зависимости уровня шума от частоты.. Измерение сигнала и шума фотоприемчиков проводится на двух частотах, существенно отличных друг от друга, и часто приводит к получению некор1 ектных результатов, зависящих от индивидуальных свойств исследуемого фотоприемника. Для улучшения технических характеристик измерение сигнала на этих устройствах необходимопроводить на оптических потоках очень мгшой интенсивности, так как при больших потоках напряжение шумов фотоприемника увеличивается вследствие того, что высшие гармоники напряжения сигнала недостаточно ослабляются фильтрами и попадают в канал измерений напряжения шума.

Цель 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 вхолом устройства, а также два измерительных канала, каждый из которых содержит последовательно соединенны резонансный усилитель и индикатор, введен коммутатор, один вход которого соединен с другим входом устроства, другой - с выходом модулятора а выход - с входш-1И измерительных каналов, причем модулятор выполнен амп-питудно-импульсным.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 вид модуляции светового потока и соответствующая диаграмма напряжени на выходе фотоприемника; на фиг.ЗФорма диска амплитудно-импульсного ькщулятора.

Перед измеряемым фотоприемником

1установлены амплитудно-импульсный 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 6 в обоих измерительных трактах одинаковы.

Амплитудно-импульсный модулятор

2может быть электромеханическим: амплитудно-импульсная модуляция обеспечивается формой диска (фиг.З) Кроме тогО, возможны и другие варианты осуществления амплитудно-импульсной модуляции (модулированный 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 сигнала 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 сигнбша 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 5 шумов, не уменьшая величину сигнала. В предлагаемомустройстве устраняется необходимость в частотной селекции, так как амплитудно-импулЬсный модулятор обеспечивает временное разделение полезного сигнала и шума, при этом появляется возможность производить измерение напря жения сигнала и шума фотоприемника на любой частоте, одинаковой для

5 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 устройстве в 2-3 раза выше за счет расширения эквивалентной шумовой

0 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 котоQ рого соединен с одним входом устройства, а также два измерительных канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные резонансный усилитель и индикатор, отличающееся 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

0 измерительных каналов, причем модулятор выполнен амплитудно-импульсным.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

полупроводниковые, фотоэлектрические охлаждаемые. Методы определения времени выхода на режим и:времени автонрмной работы. ГОСТ 3-3205-75, с.11.

. (Риг. f