Устройство для измерения шумовыххарактеристик фоточувствительныхэлементов

Устройство для измерения шумовыххарактеристик фоточувствительныхэлементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

0rlИС НИE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

"ФЪ

t в

:=.- 1,!i-

;&- Ж/ф г (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 08.05.79 (21) 2763520/18-21

1 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 070481 Бюллетень |49 (51)М. Клз G 01 R 27/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (5З) НЖ 621.317 .362 (088. 8) Дата опубликования описания 07. 04. 81 (72) Автор изобретения

:.. (I

В. Х. Измайлов

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. A. Н. Туполева (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области радиоизмерений, а именно к измере- нию шумов фоточувствительных элементов.

Известны устройства для измерения шумов фоточувствительных элементов, содержащие источник питания, исследуемый элемент, широкополосный усилитель, аттенюатор, анализатор формы сигналов, RC-фйльтр, регистрирующий прибор и осциллограф $1(.

Однако эти устройства замеряют общий шум фоточувствительного элемента, не разделяя его компонент. 15

В качестве прототипа принято. для измерения основных параметров фоторезисторов, содержащее источник излучения, модулятор, источник питания, исследуемый фотореэистор,, 20 сопротивление нагруэКи, катодный (эмиттерный) повторитель,узкополосный измерительный усилитель,настроенный на частоту модуляции, и вольтметр j2) . Это устройство позволяет измерять переменное напряжение с частотой модуляции Гн,, которое возникает на фоторезисторе при воздействии промодулированного излучения и характеризует его фоточувствительность, 30 а также используется для измерения собственного шума фоторезистора на частоте сигнала м .

Недостатком известных устройств является то, что они.измеряют интегральное значение шумового напряжения, которое в общем случае складЫвается иэ избыточного, генерационно-рекомбинационного (r-p) тепловых носителей, г-р фотоносителей, теплового, фотонного и собственных шу-., мов измерительного усилителя.

Причины появления и информация о свойствах фоточувствительного элемента, которая может содержаться в каждом компоненте шума, различны, что вызывает необходимость разделения их при использовании шума и качестве информативного: параметра, характеризующего качество фоточувст вительного элемента.

Целью изобретения является nosaaaeние точности измерения.

Достигается это тем, что в устройство для измерения шумовых характеристик фоточувствительных элементов, содержащее источник питания, исследуемый элемент, источник излучения, модулятор, сопротивление нагрузки, эмиттерный повторитель, иэбиратель819750 ный усилитель и индикатор, введены компенсирующий элемент, фазовращатель и регулятор амплитуды, соединяющие выход модулятора с компенсирующим элементом, а также последовательно соединенные широкополосный усилитель, детектор, фильтр нижних частот, дополнительный избира" тельный усилитель и индикатор, подключенные к сопротивлению нагрузки и к входу эмиттерного повторителя.

Следует отметить, что в схеме предполагается использование модуля» тора излучения, имеющего выход электрического сигнала, изменяющегося с частотой модуляции, к которому подключается фазовращатель. Например, 15 если в качестве источника излучения использован светодиод, то модулятором может быть генератор синусоидального напряжения.

На чертеже приведена схема устрой- Щ ства.

Оно содержит стабилизатор тока 1, фоточувствительный элемент .2, компенсирующий элемент 3, сопротивление нагрузки 4, модулятор 5, 25 тор 7, фильтр низкой частоты 8, избирательный усилитель 9, индикатор

10, эмиттерный повторитель 11, избирательный усилитель 12, вольтметр

13 фазовращатель 14 ре улятор амп- ЗО литуды 15

Благодаря воздействию излучения, промодулированного с частотой Гм,сопротивление фоточувствительного элемента 2 изменяется с этой же частотой. Так как ток нагрузки остается строго постоянным, из-за использования стабилизатора тока 1, на фоточувствительном элементе возникает напряжение, изменяющееся c,÷àñòoòîé которое выделяется избиратель- 40 ным усилителем 12 и регистрируется индикатором 10.

Как указывалось ранее, собственный шум фоточувствительного элемента.складывается из избыточного г-ртепловых носителей, г-р фотоносителей, теплового и фотонного. Отделить токовый шум (избыточный и F-p) от теплового и фотонного достаточно просто. Для этой цели необходимо 50 замерить собственный шум в обесточенном состоянии и вычесть. это зна чение из шума, замеренного при протекании через исследуемый элемент тока нагрузки. Сложнее разделить компоненты токового шума. 55, — Устройство позволяет отделить r-p шум фотоносителей от других составляющих токового шума. Для этой цели ток через фоточувствительный элемент стабилизируется, а на компенсирующем элементе 3 формируется переменное напряжение с частотой

Гм, равное по амплитуде напряжению, возникающему на фоточувствительном элементе, но противоположное ему по фазе. Для этого напряжение с частотой Ру, с выхода модулятора 5 подается на фазовращатель 14 и регулятор амплитуды 15, в которых происходит регулировка его фазы и амплитуды до тех пор, пока показание вольтметра 13 не станет равным 0 °

При таких условиях только интенсивность г-р шума фотоносителей охазывается промодулированной с частотой, равной удвоенной частоте модуляции 2 F . Шумовое напряжение,выделяемое на сопротивлении нагрузки

4, усиливается широкополосным усилителем б, нижняя .граничная частота которого намного больше частоты модуляции,детектируется детектором 7, фильтруется фильтром низкой частоты

8 ° Избирательным усилителем 9, на - строенным на частоту 2Гм, выделяется огибающая шумового сигнала, которая соответствует интенсивности г-р шума фотоносителей. Индикатор 10 фиксирует. значение шума.

Формула изобретения

Устройство для измерения шумовых характеристик фоточувствительных элементов, содержащее источник питания, исследуемый элемент., источник излучения, модулятор, сопротивление нагрузки, эмиттерный повторитель, избирательный усилитель и индикатор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повыше-. ния точности измерения, в него введены компенсирующий элемент, фаэовращатель и регулятор амплитуды,соединяющие выход модулятора с компенсирующим элементом, а также последовательно соединенные широкополосный усилитель, детектор, фильтр нижних частот, дополнительный избирательный усилитель и индикатор, подключенные к сопротивлению нагрузки и к входу эмиэтерного повторителя.

Источники информации, принять1в во внимание при экспертизе . 1.F.L. Lummis, R.L. Petrits, Physicall Review V 105, п.2, р.502, 1957.

2. Аксененко М. Д., Красовс кий Е. A. фоторезисторы . М., "Советское раДио", 1973, с ° 20, рис. 11 (прототип).

Составитель О. Панчерников

Редактор Е. Гончар Техред М.Табакович Корректор,Е. Рошко

Заказ 1379/25 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4