Шуми оптико-електронних систем. Лекція 5

Содержание

Слайд 2

Межа чутливості приймачів випромінювання

Обумовлений: флуктуаціями випромінювання сигналу;
флуктуаціями фонового випромінювання

Межа чутливості приймачів випромінювання Обумовлений: флуктуаціями випромінювання сигналу; флуктуаціями фонового випромінювання

Слайд 3

Шуми оптико-електронних систем
Тепловой шум (шум Джонсона)
Дробовой шум
Токовый шум (1/f–шум)
Тепловые флуктуации
Шум мерцания (фликкер-эффект)
Флуктуації

Шуми оптико-електронних систем Тепловой шум (шум Джонсона) Дробовой шум Токовый шум (1/f–шум)
зовнішнього фону
Флуктуації сигналу

Слайд 4

Шуми оптико-електронних систем

Шум мерцания (фликкер-эффект).
Шум мерцания обусловлен случайными изменениями эмиссии фотокатода. Установлено,

Шуми оптико-електронних систем Шум мерцания (фликкер-эффект). Шум мерцания обусловлен случайными изменениями эмиссии
что шум мерцания зависит от типа материала и свойств чувствительного слоя.

Слайд 5

Флуктуации интенсивности приходящего оптического излучения (эффект «мерцания»)

Флуктуации интенсивности приходящего оптического излучения (эффект «мерцания»)

Слайд 6

Шуми оптико-електронних систем

Результирующий шум фотоприемника

Шуми оптико-електронних систем Результирующий шум фотоприемника

Слайд 7

Спектр фотоотклика

Необходимо различать два случая:
когда относительную спектральную чувствительность определяют, исходя из

Спектр фотоотклика Необходимо различать два случая: когда относительную спектральную чувствительность определяют, исходя
постоянства числа фотонов в каждом единичном интервале длин волн,
и когда ее определяют, исходя из постоянства мощности падающего излучения в каждом единичном интервале.

Слайд 8

Спектральные характеристики фоточувствительности идеальных фотонного и теплового приемников

Спектральные характеристики фоточувствительности идеальных фотонного и теплового приемников

Слайд 9

Чувствительность

Под чувствительностью фотоприемника понимают величину фотосигнала на его выходе, приходящуюся на единицу

Чувствительность Под чувствительностью фотоприемника понимают величину фотосигнала на его выходе, приходящуюся на
падающей мощности.
На фотоприемник с площадью А от АЧТ с температурой Т падает модулированное с частотой f излучение, а напряжение сигнала на его выходе, измеренное на частоте f, равно vS, то чувствительность приемника к излучению этого АЧТ

где Н – освещенность площадки

Слайд 10

Основні характеристики приймачів випромінювання

Питома виявлювальна здатність характеризує шумові властивості приймача випромінювання:

где AD

Основні характеристики приймачів випромінювання Питома виявлювальна здатність характеризує шумові властивості приймача випромінювання:
− площадь фоточувствительного элемента, см2,
− ширина полосы пропускания измерительного
тракта, Гц,

Слайд 11

Потужність, еквівалентна шуму
NEP (Noise Equivalent Power), або пороговий потік -

Потужність, еквівалентна шуму NEP (Noise Equivalent Power), або пороговий потік - значення
значення потоку випромінювання, що створює на виході приймача випромінювання сигнал, який дорівнює середньоквадратичному значенню шуму :

Основні характеристики приймачів випромінювання

Слайд 12

Параметр D*

Зависимость отношения от пороговой длины волны идеального фотонного приемника

Параметр D* Зависимость отношения от пороговой длины волны идеального фотонного приемника

Слайд 13

Типові параметри теплових приймачів випромінювання

Типові параметри теплових приймачів випромінювання

Слайд 14

Мощность, эквивалентная мощности шума

мощность, эквивалентной мощности шума − NEP (Noise Equivalent Power).
NEP

Мощность, эквивалентная мощности шума мощность, эквивалентной мощности шума − NEP (Noise Equivalent
представляет собой мощность излучения сигнала, которая обеспечивает отношение сигнал-шум в фотоприемнике, равное 1, для данных полосы пропускания измерительного тракта, апертуры и площади фоточувствительного элемента.

Слайд 15

D* и NEP связаны соотношением:
Аналогично D*, NEP определяют по отношению к монохроматическому

D* и NEP связаны соотношением: Аналогично D*, NEP определяют по отношению к
излучению или по отношению к излучению абсолютно черного тела.
Измеряется NEP в ваттах

Мощность, эквивалентная мощности шума

Слайд 16

Обнаружительная способность

Обнаружительная способность определяется как отношение сигнал-шум фотоприемника на единицу падающей мощности

Обнаружительная способность Обнаружительная способность определяется как отношение сигнал-шум фотоприемника на единицу падающей
и име­ет размерность (Вт)-1.
Величина, обратная NEP.
Обнаружительную способность часто путают с параметром D*.
Но мы под обнаружительной способностью будем понимать значение отношения сигнал-шум на единицу падающей мощности.

Слайд 17

Частотная зависимость, время фотоотклика, постоянная времени

Реакция фотоприемника на модулированный световой сигнал. Зависимость

Частотная зависимость, время фотоотклика, постоянная времени Реакция фотоприемника на модулированный световой сигнал.
выходного сигнала (фототока или напряжения) от частоты модуляции внешнего излучения:

напряжение фотосигнала на нулевой частоте

частота

время фотоотклика, которое часто называют постоянной времени фотоприемника.

Слайд 18

Спектр шума

Зависимость напряжения шума или шумового тока от частоты называется спектром шума.

Спектр шума Зависимость напряжения шума или шумового тока от частоты называется спектром

Поскольку различные типы шумов по-разному зависят от частоты, то по виду спектра можно определить, какой тип шума преобладает в данном фотоприемнике.
Вместе с тем, спектр шума и частотная зависимость фотоотклика (т. е. спектр сигнала) дают возможность вычислить частотную зависимость отношения сигнал-шум, т. е. определить, зависимость D* от частоты.