Зміст
Введення
. Визначення рівня власних шумів оптимального ПІ
. Визначення мінімального значення потоку джерела випромінювання (ІІ) і освітленості на чутливій поверхні ПІ
. Розрахунок схеми включення ПІ і варіантів схем попередніх підсилювачів
.1 Розрахунок схеми включення ПІ
.2 Розрахунок схем попередніх підсилювачів
.2.1 Підсилювач на польовому транзисторі (ПТ)
.2.2 Попередній підсилювач на операційному підсилювачі (ОУ)
Висновок
Список літератури
Введення
Незважаючи на можливість посилення як завгодно малих сигналів до практично будь-якої величини, все ж їх не завжди вдається зареєструвати через хаотичних флуктуацій або шумів. На виході будь-якої системи, що складається з приймача і підсилювача, зазвичай існує певний рівень шумів. Цей шум визначає нижню межу енергії, яка ще може бути виявлена.
Будь-яка величина, що характеризує роботу приймача випромінювання (напруга, струм, опір і т.д.), флуктуірует за випадковим законом близько свого середнього значення. Ця флуктуація і є те, що ми називаємо власним або внутрішнім шумом приймача [1].
Розподіл в поле яскравості предметів носить так само випадковий характер, а значить в процесі сканування на виході приймача випромінювання з'являється сигнал, що характеризується також випадковим розподілом. Цей сигнал прийнято називати шумом фону.
Слід зазначити, що підсилювач і його вхідні ланцюг шумить теж тим самим збільшуючи загальний рівень шумів приладу.
Процес реєстрації сигналу при наявність шумів вимагає попереднього знання відмінних ознак сигналу і шуму. Дослідження цих ознак дозволяє вирішити завдання виявлення - відповісти на питання про наявність або відсутність сигналу. Зазвичай відповідь носить імовірнісний характер, тобто існує певна ймовірність помилкового рішення. Це пов'язано з тим, що будь-яка ознака або властивість в тій чи іншій мірі притаманне як сигналом, так і шуму [1].
Шум є випадковою функцією і невідомо який конкретний вид вона прийме в результаті досвіду. Шум не можна зобразити у вигляді графіка, накреслити можна лише її конкретну реалізацію. Аргументом випадкової величини може як час, так і просторові координати, а також випадкові функції можуть залежати і від кількох аргументів.
При розробці того чи іншого приладу необхідно, щоб рівень шумів визначався джерелом сигналу. Наприклад, якщо джерелом сигналу в елементарній частині тракту приладу є приймач випромінювання, то саме шум, генерований приймачем, повинен бути переважаючим.
При розробці досить складних приладів необхідно прагне до того, щоб звести до мінімуму всі шуми, що збільшують шум джерела сигналу.
Для виконання завдання використані наступні вихідні дані:
1. Площа чутливої ??поверхні ......... 1 мм 2
2. ІІ вольфрамовий з температурою ............ 2100 К
. Верхня гранична частота ........................ 9 кГц
1. Визначення рівня власних шумів оптимального ПІ
Для визначення рівня власних шумів оптимального ПІ виберемо наступні типи з | 1 |. Характеристики обраних ПІ наведені в табл.1.
Таблиця 1.
Тип ПІРабочая температура, КТемновое опір МОм на квадр.Температура АЧТ, К.Удельная вольтовая почуттів., см 2/ВтDm * (l), див? Гц 1/2? Вт - 1 f 1, ГцPbSe29335730.52? 1091000PbS77105734001? 1011100
Рівень власних шумів ПІ визначається в смузі частот, яка задана верхньої f в і нижньої f н граничними частотами. Розрахунок рівня власних шумів ПІ зробимо за формулою:
, (1.1)
де SU, ІІ - інтегральна вольтовая чутливість;
АЧ.П.- Площа чутливої ??поверхні ПІ;
Dmax * - оптимальна обнаружительная здатність;
fв - верхня гранична частота;
fн - нижня гранична частота;
f1 - частота, на якій струмовий шум порівнюється з рештою шумами.
Інтегральна вольтовая чутливість повинна бути раcчітана в енергетичних SU, ШІ, Е і в світових величинах SU, ІІ, V. Формули розрахунку вольтової чутливості в світлових і енергетичних величинах наведені нижче:
, (1.2)
, (1.3)
де Smax - максимальна абсолютна спектральна чутливість;
mіі (l) - спектральна щільність світності ІІ;
S (l) - спектральна чутливість ПІ;
V (l) - відносна спектральна світлова ефективність.
Максимальна абсолютна спектральна чутливість знаходиться за формулою:
, (1.4)
де MТ (l) - спектра...
