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

21092. Образотворче мистецтво XIX–початку XX ст 24.18 KB
  Художники ніби намагаються стерти межі між класицизмом і романтизмом досягаючи при цьому значних успіхів у торуванні шляхів до цілком реалістичного живопису. Розширення меж тематичного арсеналу портретного живопису вже у другій половині XIX ст. Розвиткові живопису в Україні XIX ст. Соколов справжнім шедевром пізньоромантичного живопису є його картина Дівчата ворожать уночі проти Івана Купала з двома центрами освітлення маленьким каганцем і яскравим повним місяцем які надзвичайно виразно окреслюють постаті групи дівчат у човні.
21093. Музика і театральне мистецтво XIX - початку XX ст 18.06 KB
  Опинившись у залежності від російського субкультурного середовища народна українська музична культура дещо законсервувалася у своєму розвитку більше того у вжитку зявляються непритаманні українській музичній культурі містечкові романси казармені пісні тощо. у професійній музиці зявляються перші симфонічні твори Українська симфонія і симфонія сольмінор з Козачком невідомих авторів. Невідємною складовою національного театру була українська музика. Українська професійна музична школа спиралася на здобутки як української так і...
21094. Розвиток культури у добу Національно-демократичної революції (1917 - 1920 рр.) 18.88 KB
  Політика Тимчасового уряду в галузі народної освіти була демократичнішою ніж царського уряду і тому вже в березні 1917 р. Справжнім виразником інтересів українського громадянства і учительства у справі освіти стала Центральна Рада представницький політичний орган українського народу утворений 7 березня 1917 р. Велику підтримку і допомогу надавали їй українські громадянські організації: товариство шкільної освіти учительські організації товариство Просвіта. було створено Генеральний секретаріат міністерство народної освіти який...
21095. Національне відродження 20-х рр. XX ст 24.41 KB
  громадянська війна в Україні закінчилася. Відомо що в період громадянської війни етнічні українці у більшовицькій партії в Україні складали тільки близько 1 . Тому політика коренізації здійснювалась у двох напрямах: українізації та створення необхідних політичних соціальних і економічних умов для культурного розвитку національних меншин. У цей час в Україні працював видатний педагог і письменник Антон Семенович Макаренко 18881939.
21096. Культура України 30-х рр. XX ст. «Розстріляне відродження» 28.22 KB
  Українізацію було повністю згорнуто а найпомітніших діячів національної культури ніби на підтвердження пророчих слів одного з персонажів сатиричної комедії М. становлять собою не тільки одну з найтрагічніших сторінок української історії але й відвертий злочин проти традиційної селянської культури життя і господарювання на звязках з якою розвивалася вся попередня національна культурна традиція. Однак добре розвивалася лише технічна і природознавча діяльність тоді як гуманітарні науки викладалися вкрай тенденційно і обмежено що пізніше...
21097. Культура України в 40-80-х рр. XX ст 25.78 KB
  Культура України в 4080х рр. Всього за межі України було вивезено понад 40 тис. Брутальній критиці та обвинуваченням у перекрученнях буржуазнонаціоналістичного характеру були піддані роботи істориків України Короткий курс історії України Нарис історії України. Рильського за його доповідь Київ в історії України Річниця Шевченка поетичні твори Київські октави.
21098. Культура незалежної України 23.73 KB
  Культура незалежної України Проголошення незалежності України 24 серпня 1991 р. Верховна Рада України ухвалила Основи законодавства про культуру якими передбачені заходи подальшого розвитку української національної культури. Верховна Рада України провела слухання на тему Культурна політика в Україні: пріоритети принципи та шляхи реалізації. показав що українська мова є рідною для 675 населення України.
21099. Визначення поняття «культура», її структура та основні функції 19.29 KB
  Термін культура вперше зустрічається в одному з творів знаменитого римського оратора Цицерона 45 р. Як самостійна наукова категорія культура фіксується вперше у працях німецького юриста С. У подальшому слово культура отримало ще більш узагальнене значення яке охоплювало собою сукупність створених людськими спільнотами традиційних благ і цінностей.
21100. Перші паростки культури на українських землях у найдавніші часи 17.16 KB
  Перші паростки культури на українських землях у найдавніші часи. Виникнення культури нерозривно повязано з появою людини. Загальні закономірності розвитку культури у первісну добу на українських землях були такими самими як в інших регіонах земної кулі проте були й деякі особливості. З огляду на це питання про генетичні витоки української культури має сьогодні неабияке значення і викликає у своєму розвязанні доволі гострі зумовлені актуальними проблемами в житті нашого суспільства суперечки.