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

4 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

51292. Финансы и финансовая деятельность 178.88 KB
  Финансы — это экономические денежные отношения по формированию, распределению и использованию фондов денежных средств государства, его территориальных подразделений, а также предприятий, организаций и учреждений, необходимых для обеспечения расширенного воспроизводства и социальных нужд, в процессе осуществления которых происходит распределение и перераспределение общественного продукта и контроль за удовлетворением потребностей общества.
51294. Изучение поляризации отраженного от диэлектриков света 328 KB
  Цель работы: Изучение свойств света поляризованного при отражении от диэлектриков; изучение законов поляризации света при отражении от прозрачной среды; изучение методов определения показателя преломления диэлектрика по степени поляризации отраженного света...
51295. Этика делового общения и его основные характеристики 383.18 KB
  Этика делового общения основывается на таких правилах и нормах поведения партнеров, которые в конечном счете способствуют развитию сотрудничества, т.е. укрепляют сущностную основу деловых отношений.
51296. Проектирование многопоточных планетарных механизмов 418 KB
  Для типовых механизмов первая задача сводится к выбору схемы из набора типовых схем. При этом руководствуются рекомендуемым для схемы диапазоном передаточных отношений и примерными оценками ее КПД
51298. Функциональные схемы автоматизации 1.63 MB
  Условные обозначения Все местные измерительные и преобразовательные приборы установленные на технологическом объекте изображаются на функциональных схемах автоматизации в виде окружностей см. Если приборы размещаются на щитах и пультах в центральных или местных операторных помещениях то внутри окружности проводится горизонтальная разделительная линия см. Внутрь окружности вписываются: в верхнюю часть обозначения контролируемых сигнализируемых или регулируемых параметров обозначение функций и функциональных признаков приборов и...
51299. Использование Microsoft Office Visio в создании схем алгоритмов 247 KB
  MS Visio предлагает пользователям расширенный инструментарий для построения технических схем и бизнес - диаграмм любой сложности, позволяющий наглядно представлять имеющиеся решения, данные и системы, а также создавать проекты новых систем. MS Visio предоставляет возможность строить блок-схемы для визуального представления текущих процессов в организации, а также организационную структуру, сведения о сотрудниках и выполняемых проектах, планировку помещений и т.д.