18674

Фотоэлектрические измерения

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Фотоэлектрические измерения. Фотоэлектрические измерения применяются в медицине телекоммуникационных системах оптоволоконной связи датчиках положения лазерных принтерах и т.д. Одним из наиболее распространенных фотоэлектрических датчиков является полупроводн

Русский

2013-07-08

31.83 KB

2 чел.

Фотоэлектрические измерения.

Фотоэлектрические измерения применяются в медицине, телекоммуникационных системах, оптоволоконной связи, датчиках положения, лазерных принтерах и т.д.

Одним из наиболее распространенных фотоэлектрических датчиков является полупроводниковый фотодиод. Он обладает высоким быстродействием, линейной зависимостью от освещенности, высокой надежностью.

Как правило, фотодиоды работают в одном из двух режимов:

  1.  Фотовольтоический – когда он используется в режиме генерации фото ЭДС
  2.  Фотодиодный

  1.  Обычно работает в режиме К3,  что организуется его непосредственным включением на выходе ОУ.
  2.  Используется при обратном смещении
  3.  В затемненном состоянии схема имеет нулевое смещение следовательно не имеет темнового тока, характеризуется низким уровнем шума, но имеет нелинейную характеристику по отношению к световому потоку.
  4.  За счет использования внешнего источника существует темновой ток (равный обратному току диода). В результате возникает смещение характеристики. Так как диод в обратном смещении, он характеризуется минимальной емкостью, поэтому схема имеет высокое быстродействие, поэтому существует более повышенный уровень шума по отношению к 1 схеме.

При использовании диода в первом режиме схему можно охарактеризовать следующей эквивалентной схемой:

В данной схеме ОУ работает в режиме преобразователя ток-напряжение.

При медленных изменениях светового потока, влиянием собственной емкости диода Сg фактически можно пренебречь, потому что за счет большого коэффициента усиления ОУ на его инвертирующем входе поддерживается нулевой потенциал и за счет этого же, ток через Rg равен 0 и весь ток, генерированный фотодиодом, протекает через резистор R1.

При изменении освещенности от 0,003лк (ясная безлунная ночь) до 3000лк (прямые солнечные лучи) ток (ФД-24к) фотодиода меняется от 30пА до 30мкА (120дБ).

Что бы влияние самого ОУ уменьшить, необходимо использовать усилитель, у которого входные токи должны быть на 1-2 порядка меньше. Если же при этом еще требуется измерение освещенности в очень широких пределах, то для обеспечения чувствительности,  R1 должен быть большего номинала (10МОм), необходимо что бы ОУ был с большим входным сопротивлением. Поскольку фотодиод имеет достаточно большую собственную емкость,  имеет значение 10-100мс. Это увеличивает запаздывание в цепи обратной связи и может привести к самовозбуждению, поэтому приходится включать конденсатор в цепь обратной связи (С1), чтобы повышать устойчивость схемы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

70469. Социально-психологические механизмы и факторы формирования убеждений 32 KB
  Во-первых образуя упорядоченную систему взглядов и представлений человека совокупность убеждений выступает как его мировоззрение; во-вторых под убеждением понимают процесс усвоения человеком внешнего мира что предполагает качественное изменение исходных установок под влиянием жизненного...
70470. Межличностные отношения, их виды, динамика, мехнизмы формирования и развития 36 KB
  Межличностные отношения их виды динамика мехнизмы формирования и развития Межличностные отношения это отношения складывающиеся между отдельными людьми. Межличностные отношения делятся на следующие виды: 1 официальные и неофициальные; 2 деловые и личные; 3 рациональные и эмоциональные...
70471. Социально-психологические характеристики больших групп 42.5 KB
  Социально-психологические характеристики больших групп Большая социальная группа количественно не ограниченная социальная общность имеющая устойчивые ценности нормы поведения и социально-регулятивные механизмы партии этнические группы производственно-отраслевые и общественные организации.
70472. Психология лидерства: классификации и концептуальные подходы 38.5 KB
  Лидером согласно этой теории может быть лишь такой человек который обладает определенным набором личностных качеств или совокупностью определенных психологических черт. Различные авторы пытались выделить эти необходимые лидеру черты или характеристики.
70473. Психология поведения людей в толпе: феномены и механизмы 29.5 KB
  Важнейшим механизмом управляющим поведением и действиями людей в толпе является циркулярная реакция представляющая собой нарастающее обоюдонаправленное эмоциональное заражение людей в неорганизованных общностях и экстремальных ситуациях.
70474. Массовые психические состояния и проявления 29 KB
  Факторы способные вызвать панику многообразны. Факторы особо сильно влияющие на поведение толпы следующие. Факторы определяющие характер мнений и верований толпы бывают двоякого рода: факторы непосредственные и факторы отдаленные.