Способ определения показателяНЕлиНЕйНОСТи фОТОпРиЕМНиКОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к измерител ной технике и может найти применение при определении показателя нелинейности фотоприемников, а также других типов нелинейных элементов, характеристики которых описываются степенной функцией. Известен способ определения показателя нелинейности резисторов, по которому на нелинейный элемент прикладывают одновременно постоянное и импульсное напряжение, причем амплитуда импульсного напряжения должна быть существенно меньше значения постоянного. Затем выделяют переменную и постоянную составляющие выходного сигнала нелинейного элеме та и определяют их отношение, которое пропорционсшьно показателю нелинейности tl. Недостатком данного способа является необходимость выполнения опе рации деления, что является наиболе труднореализуемой операцией в анало говой вычислительной технике. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения показателя нелинейности сопротивления, по которому на исследуемыТ резистор fio даиот нелинейно изменяющееся во времени импульсное напряжение с регулируемым показателем нелинейности, которое изменяют до появления резне- . тора линейно изменяющегося тока, при этом показатель нелинейности сопротивления определяют как величину, обратную показателю нелинейности импульсного напряжения 1.21. Однако практическая реализация этого способа усложнена из-за трудности создания импульсного генератора степенных функций с регулируемым показателем. Если создать такой генератор на базе универсальных функциональных генераторов, то точность регулировки показателя нелинейности будет невьасокой в виде нелинейнос.ти такой .операции. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что способ определения показателя нелинейности фотоприемников, основанный на питании их изменяющимся во времени импульсным напряжением, фотоприемник одновременно облучают потоком излучения, причем амплитуды импульсного напряжения и потока излучения изменяют во времени по экспоненцигшьному закону, изменяют значение постоянной времени одной или обеих функций до получения на выход фотоприемника прямоугольного импуль и определяют показатель нелинейност как частное постоянных времен эксп ненциальных функций. По предлагаемому способу к фотоприемнику, например фотореэистору, последовательно соединенному с нагр эочным резистором, одновременно при кладывается напряжение питания, изменяющееся во времени по экспоненциальному закону, и он облучается п током излучения, интенсивность которого также изменяется во времени по экспоненциальному закону. Путем регулирования величин постоянной вр мени одной или обеих экспоненциальных функций добиваются того, чтобы выходной сигнал фоторезистора приобрел форму прямоугольного импульса На чертеже приведена схема, пояс няющая предлагаемый способ. Выходное напряжение U ьых в цеп фоторезистора определяется как Uabfx-er-T i (1) RH где Е - напряжение питания; RH- сопротивление нагрузочного резистора; Кф- сопротивление фоторезистора При соблюдении условия RH ю в ражение (1 ) можно упростить ивых Е-Ни1 в общем случае, сопротивление фо резистора нелинейно зависит от интенсивности воздействуняцего потбка излучения и аналитически эта зависи мость может быть записана в виде где CD - интенсивность потока изл чения, воздёйствугацего н фотореэистор; Ak - постоянная} ОС - показательстепени, подлежащий определению. С учетсчч (3) выражение ( 2 )запиш ся в следующем виде ивых Е-Кн-Л Ф™ . (4) Если учитывать, что напряжение питания Е и интенсивность Ф потока излучения меняются во времени по эк поненциальному закону, т, е. E-Eoti-; . Ф-сРое-у ; где с о величина напряжения пита ния при t 0; Фо - величина интенсивности потока излучения при t - время} -рйТ- постоянные времени экспо-, ненциальных функций. Подставляя(5 )в (4), получим .КнЕоФ -е .. (6) Если путем изменения величин ft и Т добиваться того, чтобы .. тогда выражение (.6) приме т вид Вых Л-К и Это означает, что амплитуда выходного сигнала не зависит от вре- . мени, и выходной сигнал представляет собой прямоугольный импульс. Тогда из выражения (7 можно определить значение показателя нелинейности-|. (9) От знака минус в О) можно освободиться, если одну из постоянных времен jb и Т взять отрицательной, т. е. одна из экспоненциальных функций должна быть ниспадающей во времени. Предлагаемый способ реализуется проще известного, поскольку создание генераторов импульсов, амплитуда которых меняется по экспоненциальному закону во времени с регулируемыми значениями постоянных времен, представляет значительно простую задачу; чем создание импульсного генератора степенных функций с регулируемым показателем. Формула изобретения Способ определения показателя нелинейности фотоприемников, основанный на питании из изменяющимся во времени импульсным напряжением, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, фотоприемник одновременно облучают потоком излучения, причем амплитуды импульсного напряжения и потока излучения из1леняют во времени по экспоненциальному закону, изменяют значение постоянной времени одной или обеих функций до получения на выходе фотоприемника прямоугольного импульса и определяют показатель нелинейности как частное постоянных времен экспоненциальных функций. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Измеритель показателя нелинейности карбидкремниевых вариантов. Экспресс-информация. Серия Контрольно-измерительная техника, 1971, 14 реф. 106. 2.Авторское свидетельство СССР 269293, кл. & 01 В 27/02, (прототип) .

Е«е

jy-