Устройство для измерения шумовых характеристик фоточувствительных элементов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК фОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ по авт. св. № 81975О, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, к второму выходу источника тока нагрузки подключены последовательно соединенные дополнительный фоточувствительный элемент и усилитель , а выход подсоединен к входу фазовращателя, и параллельно входу усилителя подключено сопротивление нагрузки .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соци Листических

РЕСПУБЛИК (191 (11) 3(51) 5 01 Й 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (61 ) 8197 50 (2 1 ) 3469367 /18-2 1 (22) 12.07. 82 (46) 30. 10.83. Бюл. М 40 (72) Ф. Х. Измайлов (71 Казанский ордена Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А. Н. Туполе(53) 62 1. 3 17. 362 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 819750, кл. Cj 01 К 27/28, 1981 (Mmmm). (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМ ЕР ЕНИЯ ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОЧУВСТВИТЕЛЪНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ по авт. св. M 819750, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, к второму выходу источника тока нагрузки подключены последовательно соединенные дополнительный фоточувствительный элемент и усилитель, а выход подсоединен к входу фазовращателя, и параллельно входу усилителя подключено сопротивление нагрузки.

1051461

Изобретение относится к радиоизмерениям, а именно к измерению шумов фоточувствительных. элементов.

По основному авт.св. No 819750 известно. устройство для измерения шумовых характеристик фоточувствительных элементов, содержащее источник тока нагрузки, выход которого нагружен через последовательно соединенные исследуемый элемент и компенсирующий элемент на - >0 сопротивление нагрузки, включенное параллельно входам двух измерительных трактов, состоящих соответственнс из эмит- терного повторителя, избирательного уси, лителя,инаикатора и нэ широкополосного 15 усилителя,детектора,фильтра низкой частоты, дополнительного избирательного усилителя и индикатора, источник излучения с

Ф модулятором и фаооврашатель, выxоп которого через регулятор амплитуды подключен к компенсирующему элементу jl), Собственный шум полупроводниковых фоточувствительных элементов в общем случае складывается из избыточного, генерационнс рекомбинационного (г-р) тепловых носителей, г-р фотоносителей, а также теплового и фотонного шума.

Причины появления и информация о свойствах фоточувствительного элемента, которая может содержаться в каждой компоненте шума, различны, что вызывает необходимость разделения их при использовании шума в качестве инфор мативного параметра, характеризующего качество фоточувствительного элемента. З5

Известное устройство позволяет отделить г-р шум фотоносителей составляющих токового шума.

При этом высокая точность измерения т -р шума фотоносителей обеспечивается только при условии линейности люксамперной характеристики исследуемого фоточувствиетльного элемента. Если люксамперная характеристика отличается от линейной, переменное напряжение, воэыикающее на фоточувствительном элементе и изменяющееся с частотой модуляции„отличается по форме от напряжения, поступающего с выхода модулятора через фазовозвращатель и регулятор амплитуды на компенсирующий элемент.

В этом случае не удается полностью скомпенсировать переменное напРяжение с частотой модуляции, возникающее в цепи фотоприемника, что снижает 55 точность измерения.

Цель изобретения - повьппение точности измерения, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения шумовьж характеристик фоточувствительных элементов, содержащее источник тока нагрузки, выход которого нагружен терез последовательно соединенные исследуемый фоточувствительный элемент и компенсирующий элемент на сопротивление нагрузки, включенное параллельно входам двух измерительных трактов, состоящих соответственно из эмиттерного повторителя, избирательного усилителя, индикатора и иэ

)широкополосного усилителя, детектора, ильтра ниэкой частоты, дополнительного избирательного усилителя и индикатора, источник излучения с модулятором и фазовращатель, выход которого через регулятор амплитуды подключен к компенсирующему элементу, к второму выходу источника тока нагрузки подключены последовательно соединенные дополнительный фоточувствительный элемент и усили-. тель, а выход подсоединен к вход фазовращателя, и параллельно входу уси- - лителя подключено сопротивление; нагрузки, При этом дополнительный фоточувствительный элемент должен быть аналогичен исследуемому элементу и подвергаться такому же воздействию излучения и тока.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 тока нагрузки с двумя выходами, исследуемый фоточувствительный элемент 2,, компенсирующий элемент 3, сопротивление 4 нагрузок, источник 5 излучения с модулятором, широкополосный усилитель 6, детектор 7, фильтр 8 низкой частоты, дополнительный избирательный усилитель

9, индикатор 10, повторитель 11, избирательный усилитель 12, индикатор 13, фазовра1патепь ль 14, регулятор 15 амплитуды, дополнительный фоточувствительный элемент 16, сопротивление 17 нагрузки и усилитель 18.

Первый выход источника 1 тока через исследуемый фоточувствительный элемент 2 соединен с сигнальным входом компенсирующего элемента 3, выход которого подключен к входу широкополосного усилителя 6, входу эмиттерного повторителя ll и одному из вьводов сопротивления 4, второй вывод которого соединен с землей. Второй выход источника 1 тока через дополнительный фоточувствительный элемент 16 соединен с одним из выводов

105 146 1

Составитель Н, Михалев

Редактор М. Рачкулинец Техред Т. Маточка Корректор А. Тяско

Заказ 8658/44 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сопротивления 17, второй вывод которого соединен с землей и входом услителя 18, выход которого через фазоврашатель 14 соединен с входом регулятора 15 амплитуды, выходы которого подключены к управ- ляюшим входам компенсирующего элемента 3. Выход широкополосного усилителя 6 через последовательно соединенные детектор 7, фильтр 8 низкой частоты и избирательный усилитель 9 подключен к индика-10 тору 10, Выход эмиттерного повторителя

11 через избирательный усилитель 12 подключен к индикатору 13.

Устройство работает следующим образом. 15

Для стабилизации тока нагрузки в уст, ройстве используют источник тока с большим внутренним сопротивлением, При выполнении этого условия предлагаемое устройство позволяет C высокой точнос- 20 тью отделить r-р шум фотоносителей от других составляющих токового шума при любом виде люксамперной характеристики.

При этом ток через исследуемый фоточувствительный элемент 2 оказывается в достаточной мере застабилизирован, а на компенсирующем эчементе 3 формируется переменное напряжение с частотой модуляции Р, равное по амплитуде и форме напряжению, возникающему на Зо исследуемом элементе, но противоположное ему по фазе. Для этого переменное напряжение с частотой модуляции "д создается в цепи дополнительного фоточувствительного элемента 16, выделяется на сопротивлении 17 нагрузки и через усилитель 18, фазоврашатель 14 и регулятор 15 амплитуды подается на компенсирующий элемент 3, В фазоврашателе 14 и регуляторе 15 амплитуды происходит регулировка фазы и амплитуды этого напряжения до тех пор, пока показание индика» тора 13 не станет минимальным. При таких условиях практически только интенсивность г-р шума фотоносителей оказывается промодулированной с частотой, равной удвоенной частоте модуляции 2Р . Шумовое напряжение, выделяемое на сопротивлении 4 нагрузки, усиливается широкополосным усилителем 6, нижняя граничная частота которого намного больше частоты модуляции, детектируется детектором 7 и фильтруется фильтром, 8 низкой частоты.

Избирательным усилителем 9, настроенным на двойную частоту модуляции 2 F, выделяется огибающая шумового сигнала, которая соответствует интенсивностй г-р шума фотоносителей. Индикатор 10 фиксирует значение шума.

Таким образом, в предлагаемом устройстве практически исключается погрешность измерения, обусловленная влиянием на результаты измерения переменного напряжения счастотой модуляции,,возникающего в цепи фоточувствительного элемента, при любой форме люксамперной характеристики исследуемого элемента,