Фотоприемное устройство

Фотоприемное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО дпя регистрации спабых потоков электромагнитного излучения видимого и инфракрасного диапазоновздпин вопн, содержащее последовательно распопоже ные модупитор и сверхпроводящий боло метр, последовательно включенные усилитель и синхронный детектор несущей частоты, усилитель постоянного тока, усилитель и синхронный детектор низкой частоты, генератор несущей частоты, соединенный с синхронньтм детектором несущей частоты и болометром, генератор низкой частоты, соединенный с модулятором и синхронным детектором ниэкой частоты, схему питания сверхпроводящего боп

„„5U„„919469

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D G 01 J 5/20; g 01 J 1/44//

G 01 К 17/ОО, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1% r ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) 4ОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО дпя регистрации спабых потоков эпектромагнитного изпучения видимого и инфракрасного диа азонов дпин вопи, содержащее оспедоватепьно распопожен ные модупятор и сверхпроводящий бопометр, поспедоватепьно вкпючениые усилитель и синхронный детектор несущей

: частоты, усипитепь постоянного тока, усипитепь и синхронный детектор низкой частоты, генератор несущей частоты, (21) 2897541/18-25 (22) 19.03. 80 (46) 30.08.83. Бюп. ¹ 32 (72) В. П.Кузьков, С. А.Козийчук, Л.М.Шупьман и В.А.Коноводченко (71) Гпавная астрономическая обсерва« тория АН Украинской CCP (53) 621.317. 794 (088.8) (56) 1. Пате0т США № 3222980, кп. 88-23, опубпик. 1965.

2. Авторское свидетепьство СССР

¹ 483591, кп. Q О1 К 17/00, 1975 (прототип) . соединенный с синхронным детектором несущей частоты и бопометром, генератор низкой частоты, соединенный с модулятором и синхронным детектором низкой частоты, схему питания сверхпроводящего бопометра, образующую с усипитепем постоянного тока с,хему отрииатепьной обратной связи, и регистрирующий прибор, о т п и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью понижения уровня собственных шумов устройства, в него дополнительно введены высокочастотный копебатепьный контур, подсоединенный к сверх I проводящему бопометру, генератор высокой частоты, усипитепь высокой частоты и детектор высокой частоты, при этом Я высокочастотный копебатепьный контур одкнючен к выходу генератора высокой частоты и через поспедоватепьно соединенные усипитепь высокой частоты и детектор высокой частоты к входу усипитепя несущей частоты, причем высокочастотный колебатепьный контур соединен с выходом генератора несущей частоты и схемой питания бопометра. сС

1 9469 2 метра.

f5

20 у

Изобретение относится к измеритепь ной технике, а именно к устройствам дпц измерения спабых потоков эпектромат нитного излучения видимого и преимущественно инфракрасного (ИК) диапазонов цлин волн,и может быть испопьзовано цпя точного измерения мапых количеств э нергии изпучения.

Известно фотоприемное устройство, содержащее фотоэлектронный умножитепь, высокочастотный генератор, синхронный детектор, низкочастотный генератор и регистрирующий прибор Г1 3, Наибопее бпиэким к предпагаемому . устройству явпяется фотоприемное уст ройство дпя регистрации жабых потоков электромагнитного излучения, содержа-., щее посцецоватепьно распопоженные модулятор и сверхпроводящий бопометр, носпедоватепьно вкпюченные усипитепь и синхронный детектор несущей частоты, усипитепь 4юстоянного тока, усипитепь и синхронный цетектор низкой частоты, генератор несущей частоты, соединенный с синхронным детекторм несущей частоты и бопометром, генератор низкой частоты, соединенный с модупятором и синхронным детектором низкой частоты, схему питания сверхпроводящего бопометра, образующую с усипитепем постоянного тока схему отрицатепьной обратной связи, и

pal истрирующий прибор Г2 .

Недостатком такого устройства является высокий уровень собственных шумов.

Цепью изобретения явпяется понижение уровня собственных шумов устройсгаа.

Поставленная цепь достигается тем, что в фотоприемное устройство, содержащее поспедоватепьно расположенные модупятор и сверятроводящий бопометр, носпедоватепьно вкпюченные усилитель и синхронный детектор несущей частоты, усипитель постоянного тока, усипитепь и синхронный цетектор низкой частоты, генератор несущей частоты, соединенный с синхронным детектором несущей частоты и бопометром, генератор низкой чаототы,.соединенный с модупятором и син- . хронным детектором низкой частоты, схему питания сверхпроводящего бопометра, образующую с усипитепем постоянного тока схему отрицатепьной обратной связи, и регистрирующий прибор, допопнительно введены высокЬчастотный копебатепьный контур, подсоединенный z сверхпроводящему бопометру, генератор высокой частоты, усипитепь высокой частоты и детектор высокой частоты, I при этом высокочастотный копебатепьный контур поцкпючен к выходу генератора высокой частоты и через лоснедоватепьно соединенные усипитепь высокой частоттяи детектор высокой частоты к входу усипнтепя несущей частоты, причем высокочастотный копебатепьный контур соединен с выходом генератора несущей частоты и схемой питании бопоИ качестве усипитепя постоянного . така испопьэован интегрирующий усипитепь, а схема питания бопометра выпопнена в виде регулируемого источника постоянного тока. При этом сверхпроводящий бопометр вкпючен послецоватень с ин-. дуктивностью копебательного контура.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; .на фиг, 2 - зависи масть сопротнвпения R сверхпроводящего болометра от температуры Т; на фиг. 3зависимость веничины тока 3 > обратной связи от времени Ф.

Устройство состоит из сверхпроводящего бопометра 1, вкпюченного в высокочастотный копебатепьный 1.С контур, модупятора 2., генератора 3 высокой час таты, к выходу которого подкпючен копебатепьный контур, генератора 4 несущей частоты и схемы 5 питания сверхпровоцящего бопометра. Устройство также . содержит,.поспедоватепьно соединенные усипитепь 6 высокой частоты, детектор

7 высокой частоты, усипитепь 8 несутцей частоты, синхронный детектор 9 несущей частоты и усипитепь 10 постоянного то-, ка, составпяющий вместе со схемой 5 цепь отржатепьной обратной связи по низкой частоте, при этом копебатепьнйгй контур подкпючен к входу усипите я 6 и к выходу генератора 4.

Низкочастотный сигнап выдепяется узкопопосовым фипьтром 11 и усипива-. ется усипитепем 12 низкой частоты. Ге», нератор 13 низкой частоты вырабатывает опорный сигнап, поступнюаей на модупятор 2 и синхронный детектор 14 низкой частоты. Затем смгнап поступает на регистрирующий прибор 15.

В качестве усипитепя 10 может быть использован интегрирующий усипитепь, схема 5 питания сверхпроводящего бопометра 1 может быть выпопнена в виде регупируемого источника постоянного тока, а бопометр 1 можно,подключить поспедоватепьно с индуктивностью копебатепьного контура.

Устройство работает спецующим образом в

ЗО

Использование предлагаемого сверхпроводникового фотоприемного устройства обеспечивает по сравнению с известными устройствами следующие преимущества: понижение уровня собственных шумов сверхпроводникового фотоприемного устройства примерно s 10 — 10 - раз; возможность расширения динамического диапазона работы.

3 9194

С помощью регулируемого источника постоянного тока сверхпровод smего боло- метра, стабильных по частоте и амнлиту де генератора 3 н генератора 4 рабочий. режим болометра 1 устанавливается в . районе точки А (фиг. 2) его характерис% тики. Частота высокочастотного сигнала

Я равна резонансной частоте l,С контура, т.е. Я = гд . Снимаемый с й— резонансного контура промодулированшай щ высокочастотный сигнал усиливается усилителем 6 и детектируется детектором, 7. Так как чувствительность болометра

1 пропорциональна l3 P / 8 т то и &ме» алитуда сигнала несущей частоты Ян: после детектора 7 также пропорпиональна

3Р/ ЗТ. Снимаемое с етого детектора напряжение частоты . Я, усиливается усилителем 8 и детектируется синхронным детектором 9. Напряжение, пропорпиональ- о ное-амплитуде Я„, поступает ни ивтегрирующий усилитель 10, который иЬ тегрирует поступающий сигнал с постоянной времени I,> 41/Я и вырабаты-, с вает ток, протнвофазный входному снгиа- р5 лу. Так как ЗЯ /3Т в точке A-(сМ/8T) < (aR1дт), но 0(аР/d ), . уществляется стабилизация .рабочей точки

А. Модулированное с частотой Я С< Q

C излучение, тюпадая на болометр 1, дей- 30 ствует как некоторое возмущение, стремящееся вывести его IIS рабочей точкИ

А. Это возмущение отрабатывается цепью отрипательной обратной связи в виде тока д, еэмеееюшетосе с ее«тетей ее (. ш.3). и 35

69 4

Низкочастотный сигнал частоты - и ,выделяется фильтром 11, усиливается усилителем 12, синхронно детектируется детектором 14 и регистрируется прибором 15.

Уровень собственных шумов фотоприемного устройства определяется шумами его первых каскадов и, в частности, уровнем шума сверхпроводящего болометра.

ЭДС теплового шума (шума Джонсона) болометра 1 в единичной полосе частот определяется формулой Найквиста: 0 « +Kt «, где K - постоянная .Больцмана;R - сопротивление болометра;

Т - его температура.

Включение. сверхпроводящего болометра в высокочастотный колебательный контур позволяет понизить его сопротивление в рабочей точке в 102- 10+раз по .сравнению с другими схемами включения болометра, а следовательно, и уровень его собственшях шумов.

Составитель Д. Бакланов

Редактор 3. Бородкина Техред Ж.Кастелевич Корректор ° Решетник

Заказ 8097/3 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Фипиап ППП Патент, r. Ужгород, уп, Проектная, 4