Приемники оптического излучения реферат
Обновлено: 05.07.2024
Определение уровня собственных шумов оптимального приемника излучения. Минимальное значения потока источника излучения и освещенности на чувствительной поверхности. Расчет схем включения приемника излучения и вариантов схем предварительных усилителей.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.08.2015 |
| Размер файла | 171,3 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство общего и профессионального образования РФ
МЭИ (технический университет)
Филиал в г. Смоленск
Курсовая работа по курсу
Источники и приемники оптического излучения
Смоленск
Оглавление
Введение
1. Определение уровня собственных шумов оптимального ПИ
2. Определение минимального значения потока ИИ и освещенности на чувствительной поверхности ПИ
3. Расчет схем включения ПИ и вариантов схем предварительных усилителей
3.1 Расчет схемы включения ПИ
3.2 Расчет схем предварительных усилителей
3.2.1 Усилитель на полевом транзисторе
3.2.2 Предварительный усилитель на ОУ
В данной курсовой работе производился расчет фотоприемного устройства.
Определили уровень собственных шумов двух приемников излучения, выбрали из них оптимальный. Для него определили минимальное значение потока источника излучения и освещенность на чувствительной поверхности, на которые реагирует приемник. Рассчитали схему включения приемника излучения и схемы предварительных усилителей на полевом транзисторе и операционном усилителе.
Несмотря на возможность усиления сколь угодно малых сигналов до практически любой величины, все же их не всегда удается зарегистрировать из-за хаотических флуктуаций или шумов. На выходе любой системы, состоящей из приемника и усилителя, обычно существует определенный уровень шумов. Этот шум определяет нижний предел энергии, которая еще может быть обнаружена.
Любая величина, характеризующая работу приемника излучения (напряжение, ток, сопротивление и т.д.), флуктуирует по случайному закону около своего среднего значения. Эта флуктуация и есть то, что мы называем собственным или внутренним шумом приемника [1].
Распределение в поле яркости предметов носит так же случайный характер, а значит в процессе сканирования на выходе приемника излучения появляется сигнал, характеризующийся также случайным распределением. Этот сигнал принято называть шумом фона.
Следует отметить, что усилитель и его входная цепь шумит тоже тем самым увеличивая общий уровень шумов прибора.
Процесс регистрации сигнала при наличии шумов требует предварительного знания отличительных признаков сигнала и шума. Исследование этих признаков позволяет решить задачу обнаружения - ответить на вопрос о наличие или отсутствии сигнала. Обычно ответ носит вероятностный характер, т.е. существует определенная вероятность ложного решения. Это связано с тем, что любой признак или свойство в той или иной степени присуще как сигналу, так и шуму [1].
Шум является случайной функцией и неизвестно какой конкретный вид она примет в результате опыта. Шум нельзя изобразить в виде графика, начертить можно лишь ее конкретную реализацию. Аргументом случайной величины может как время, так и пространственные координаты, а также случайные функции могут зависеть и от нескольких аргументов.
При разработке того или иного прибора необходимо, чтобы уровень шумов определялся источником сигнала. Например, если источником сигнала в элементарной части тракта прибора является приемник излучения, то именно шум, генерируемый приемником, должен быть преобладающим.
При разработке достаточно сложных приборов необходимо стремится к тому, чтобы свести до минимума все шумы, увеличивающие шум источника сигнала.
Для выполнения задания использованы следующие исходные данные :
Площадь чувствительной поверхности…………1 мм 2
ИИ вольфрамовый с температурой……………2100 К
Верхняя граничная частота………………………9 кГц
Для определения уровня собственных шумов оптимального ПИ выберем следующие типы из |1|. Характеристики выбранных ПИ приведены в табл.1.
В люминесцирующих источниках используется люминесценция газов и твердых тел, возбуждаемая электрическим полем. Свечение газоразрядных источников света возникает в результате прохождения электрического тока через газ или пар. Излучение газоразрядных (в частности, ртутно-кварцевых) ламп имеет линейчатый спектр. Источники излучений могут быть когерентны и некогерентны. Временной и пространственной… Читать ещё >
- метрология и измерительная техника. уровнеметрия жидких сред
Источники и приемники оптического излучения ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )
Источники оптического излучении
Источники оптического излучения — преобразователи различных видов энергии в электромагнитную энергию оптического диапазона с условными границами К)" -К)' Гц, что соответствует длинам волн в вакууме от нескольких миллиметров (мм) до нескольких нанометров (нм). Разнообразие источников оптического излучения определяется многочисленностью способов преобразования различных видов энергии в световую.
Источники излучений могут быть когерентны и некогерентны. Временной и пространственной когерентностью обладает только излучение лазеров. Остальные источники оптического излучения подразделяются на тепловые и люминесцпрующие.
Тепловыми источниками являются, как правило, лампы накаливания. Они имеют сплошной спектр излучения, положение максимума которого зависит от температуры тела накаливания.
В люминесцирующих источниках используется люминесценция газов и твердых тел, возбуждаемая электрическим полем. Свечение газоразрядных источников света возникает в результате прохождения электрического тока через газ или пар. Излучение газоразрядных (в частности, ртутно-кварцевых) ламп имеет линейчатый спектр.
Инжекционные светодиоды (инжекционная электролюминесценция представляют собой излучающий р-п переход, свечение которого обусловлено интенсивной рекомбинацией в нем носителей тока. Инжекционные светодиоды имеют миниатюрное исполнение. Светодиод испускает некогерентное излучение с узким спектром. Длина волны зависит от материала и его легирования.
Оптические квантовые генераторы (лазеры) позволяют получить интенсивное, направленное и когерентное излучение. Наибольшее распространение получили три типа лазеров: газовые, твердотельные и полупроводниковые. Основными преимуществами лазеров на полупроводниковых материалах (арсенид галлия, кремний с примесью индия, фосфид галлия, арсенид индия и др.) являются высокий к. п. д. (80…90%) и простота возбуждения, высокое быстродействие, возможность генерации требуемой спектральной линии и пр. Ширина спектральной линии излучения может составлять несколько нанометров, а угол расхождения пучка — 6… 10'.
Читайте также: