RU2677230C1 - Способ измерения фактора шума микроканальной пластины - Google Patents

Способ измерения фактора шума микроканальной пластины Download PDF

Info

Publication number
RU2677230C1
RU2677230C1 RU2018108290A RU2018108290A RU2677230C1 RU 2677230 C1 RU2677230 C1 RU 2677230C1 RU 2018108290 A RU2018108290 A RU 2018108290A RU 2018108290 A RU2018108290 A RU 2018108290A RU 2677230 C1 RU2677230 C1 RU 2677230C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
measuring
current signal
mcp
noise
Prior art date
Application number
RU2018108290A
Other languages
English (en)
Inventor
Сослан Кубадиевич Кулов
Александр Александрович Рыжков
Александр Михайлович Кабышев
Ольга Николаевна Донскова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Владикавказский Технологический центр "Баспик" (ООО ВТЦ "Баспик")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Владикавказский Технологический центр "Баспик" (ООО ВТЦ "Баспик") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Владикавказский Технологический центр "Баспик" (ООО ВТЦ "Баспик")
Priority to RU2018108290A priority Critical patent/RU2677230C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2677230C1 publication Critical patent/RU2677230C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения отношения сигнал-шум с последующим расчетом фактора шума микроканальной пластины (МКП) в производстве МКП, в частности для использования в приборах ночного видения. Технический результат - возможность контроля шумовых параметров в процессе изготовления МКП на любой полосе частот, уменьшение погрешности измерения и сокращение продолжительности его процесса. Способ включает снятие токового сигнала с люминесцентного экрана с помощью фотоэлектронного умножителя и последующую обработку оцифрованного сигнала. Полученный с фотоэлектронного умножителя токовый сигнал преобразуют в напряжение с помощью нагрузки, по падению напряжения которой регистрируют мгновенные значения с помощью измерительной системы. Полученный аналоговый сигнал преобразуют в цифровой, а обработку оцифрованного сигнала на заданной полосе частот осуществляют в диапазоне от 0 до 25 кГц персональным компьютером с заданным программным обеспечением. В процессе измерения фактора шума определяют среднее значение сигнала и при его изменении на ±10% от среднего значения токового сигнала автоматически проводят повторные измерения. На нагрузке создают падение напряжения, прямо пропорциональное величине светового потока люминесцентного экрана, в течение 40-50 с. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения отношения сигнал-шум с последующим расчетом фактора шума микроканальной пластины (МКП) в производстве МКП, в частности, для использования в приборах ночного видения.
Известен способ измерения отношения сигнал-шум электронно-оптического преобразователя (ЭОП), который является аналоговым, т.к. регистрируется усредненный за время т сигнал, равный постоянной времени измерительного оборудования. Принцип измерения отношения сигнал-шум заключается в измерении значений среднего (сигнал) и среднего квадратического отклонения (шум) электрического сигнала фотоприемника, пропорционального световому потоку на выходе ЭОП, с последующим вычислением их отношения при заданных значениях освещенности на входе ЭОП и площади анализируемого участка входа ЭОП (см. ГОСТ 21815.90.19). В соответствии с ГОСТ 21815.90.19, измерение отношения сигнал-шум происходит в частотном диапазоне 20 Гц.
Недостатками данного способа является длительность процесса измерения сигнала, а также фиксированный частотный диапазон 0-20 Гц.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ измерения фактора шума микроканальной пластины, включающий снятие токового сигнала с люминесцентного экрана с помощью фотоэлектронного умножителя и последующую обработку оцифрованного сигнала программируемым логическим контроллером [см. Honggang Wang, Yujie Du. «Effective Evaluation of the Noise Factorof MicroChannel Plate» Hindawi Publishing Corporation. Advancesin Opto Electronics.Volume 2015.Article ID 781327, 6 pages].
Недостатком прототипа является высокая погрешность измерения и продолжительность его процесса, т.к. не учитываются изменение среднего значения сигнала во времени в процессе измерения и влияние инерционных свойств экрана на результаты измерений, а также фиксированный частотный диапазон 0-10 Гц.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в возможности контроля шумовых параметров в процессе изготовления МКП на любой полосе частот в диапазоне от 0 до 25 кГц, уменьшении погрешности измерения и сокращении продолжительности его процесса.
Решение технического результата достигается тем, что в способе измерения фактора шума микроканальной пластины, включающем снятие токового сигнала с люминесцентного экрана с помощью фотоэлектронного умножителя и последующую обработку оцифрованного сигнала, согласно изобретению, полученный с фотоэлектронного умножителя токовый сигнал преобразуют в напряжение с помощью нагрузки, по падению напряжения которой регистрируют мгновенные значения с помощью измерительной системы, преобразуют полученный аналоговый сигнал в цифровой, а обработку оцифрованного сигнала осуществляют на заданной полосе частот персональным компьютером с заданным программным обеспечением.
Обработку оцифрованного сигнала на заданной полосе частот осуществляют в диапазоне от 0 до 25 кГц.
В процессе измерения фактора шума определяют среднее значение сигнала и при его изменении на ±10% от среднего значения токового сигнала автоматически проводят повторные измерения.
Создают падение напряжения на нагрузке, прямо пропорциональное величине светового потока люминесцентного экрана, в течение 40-50 сек.
Данный способ позволит контролировать шумовые параметры в процессе изготовления МКП на любой полосе частот в диапазоне от 0 до 25 кГц, уменьшить погрешность измерения и сократить его продолжительность.
Сущность способа измерения фактора шума микроканальной пластины поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена общая схема установки измерения фактора шума, на фиг. 2 - диаграммы, последовательно отражающие основные этапы обработки измеряемого сигнала.
Установка состоит из вакуумной камеры 1, в которой размещены: нить накала 2, используемая в качестве источника электронов, система электронной фокусировки 3, коллектор 4, который служит для измерения входного электронного потока, микроканальная пластина 5 и люминесцентный экран 6 для преобразования электронного потока с выходного торца микроканальной пластины 5 в световой. При этом все элементы, кроме коллектора, соединены с источниками напряжения 7, 8, 9, 10.
Люминесцентный экран 6 соединен с фотоэлектронным умножителем 11, который в свою очередь соединен с источником напряжения 12. Установка дополнительно снабжена нагрузкой 13, которая преобразует токовый сигнал с фотоэлектрического умножителя 11 в напряжение, и соединена с измерительной системой 14 с модулем цифровой передачи данных, которые обрабатываются персональным компьютером 15, с заданным программным обеспечением. С помощью системы вакуумной откачки 16 создают давления в вакуумной камере 1.
Способ измерения фактора шума МКП осуществляли следующим образом.
Микроканальную пластину 5 устанавливали между системой электронной фокусировки 3 и люминесцентным экраном 6. Вакуумную камеру 1 откачивали при помощи системы вакуумной откачки 16. При достижении заданного давления в камере 1, порядка 5⋅10-5÷1⋅10-6 мм рт.ст, подавали заданные напряжения при помощи источников напряжения: 7, 8, 9, 10 и 12. Токовый сигнал снимали с люминесцентного экрана 6 при помощи фотоэлектронного умножителя 11. При прохождении токового сигнала через нагрузку 13, создавалось падение напряжения, которое регистрировали измерительной системой 14 с заданной частотой и передавали оцифрованные отсчеты мгновенных значений напряжения в персональный компьютер 15 в течение 40-50 сек. Длительность измерений задавали с учетом частоты дискретизации сигнала измерительной системы 14. На персональном компьютере 15 исключали переменную составляющую сигнала с частотой больше заданной и вычисляли отношение постоянной составляющей сигнала к переменной с учетом инерционности люминесцентного экрана 6.
С помощью заданной программы, полученный набор из N отсчетов (см. фиг. 2а) с учетом частоты дискретизации сигнала разлагали в ряд Фурье путем дискретного преобразования, из него исключали высокочастотные гармоники, а полученный сигнал преобразовывали обратным дискретным преобразованием Фурье (см. фиг. 2б). Затем вычисляли среднее значение сигнала (см. рис. 2в), стандартное отклонение сигнала, т.е. шум (см. фиг. 2г), абсолютные значения шума (см. фиг. 2д), усредненные абсолютные значения шума (см. фиг. 2е).
Для уменьшения погрешности измерений при расчете выходного отношения сигнал шум использовали заранее измеренную длительность послесвечения люминесцентного экрана. Это позволило минимизировать влияние инерционных свойств используемого экрана на измеряемый параметр.
Полученное значение использовали при расчете фактора шума МКП по известной формуле (см. http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5952-8255E.pdf, с.6):
Figure 00000001
где с/швх - рассчитанное значение с учетом заданного входного тока с нити накала 2,
с/швых - полученное значение.
Использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом контролировать параметры шума в процессе изготовления МКП на любой полосе частот в диапазоне от 0 до 25 кГц, уменьшить погрешность измерения и сократить его продолжительность.

Claims (4)

1. Способ измерения фактора шума микроканальной пластины, включающий снятие токового сигнала с люминесцентного экрана с помощью фотоэлектронного умножителя и последующую обработку оцифрованного сигнала, отличающийся тем, что полученный с фотоэлектронного умножителя токовый сигнал преобразуют в напряжение с помощью нагрузки и по падению напряжения регистрируют мгновенные значения с помощью измерительной системы, преобразуют полученный аналоговый сигнал в цифровой и передают оцифрованный сигнал в заданном диапазоне частот для последующей обработки персональным компьютером с заданным программным обеспечением.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку оцифрованного сигнала осуществляют в заданном диапазоне частот от 0 до 25 кГц.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе измерения фактора шума определяют среднее значение токового сигнала персональным компьютером с заданным программным обеспечением и при его изменении на ±10% от среднего значения токового сигнала автоматически проводят повторное измерение.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на нагрузке создают падение напряжения, прямо пропорциональное величине светового потока люминесцентного экрана, в течение 40-50 с.
RU2018108290A 2018-03-06 2018-03-06 Способ измерения фактора шума микроканальной пластины RU2677230C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108290A RU2677230C1 (ru) 2018-03-06 2018-03-06 Способ измерения фактора шума микроканальной пластины

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108290A RU2677230C1 (ru) 2018-03-06 2018-03-06 Способ измерения фактора шума микроканальной пластины

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2677230C1 true RU2677230C1 (ru) 2019-01-16

Family

ID=65025286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018108290A RU2677230C1 (ru) 2018-03-06 2018-03-06 Способ измерения фактора шума микроканальной пластины

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2677230C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111521889A (zh) * 2020-05-27 2020-08-11 北方夜视技术股份有限公司 一种微通道板噪声因子测量方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102175933A (zh) * 2011-01-28 2011-09-07 南京理工大学 微通道板噪声因子测试方法
RU2503081C1 (ru) * 2012-07-13 2013-12-27 Общество с ограниченной ответственностью Владикавказский Технологический центр "Баспик" (ООО ВТЦ "Баспик") Способ измерения фактора шума микроканальной пластины
WO2014078774A2 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Optical detectors and methods of using them
EP3007203A1 (en) * 2011-09-30 2016-04-13 Micromass UK Limited Multiple channel detection for time of flight mass spectrometer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102175933A (zh) * 2011-01-28 2011-09-07 南京理工大学 微通道板噪声因子测试方法
EP3007203A1 (en) * 2011-09-30 2016-04-13 Micromass UK Limited Multiple channel detection for time of flight mass spectrometer
RU2503081C1 (ru) * 2012-07-13 2013-12-27 Общество с ограниченной ответственностью Владикавказский Технологический центр "Баспик" (ООО ВТЦ "Баспик") Способ измерения фактора шума микроканальной пластины
WO2014078774A2 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Optical detectors and methods of using them

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Honggang Wang, Effective Evaluation of the Noise Factorof MicroChannel Plate, Hindawi Publishing Corporation, Advances in Opto Electronics, Volume 2015. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111521889A (zh) * 2020-05-27 2020-08-11 北方夜视技术股份有限公司 一种微通道板噪声因子测量方法
CN111521889B (zh) * 2020-05-27 2022-02-18 北方夜视技术股份有限公司 一种微通道板噪声因子测量方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2677230C1 (ru) Способ измерения фактора шума микроканальной пластины
CN100561241C (zh) 光纤陀螺用的光电探测器幅频特性测试方法
KR101772273B1 (ko) 부분방전 특성 분석 시스템
CN100336085C (zh) 一种基于压频变换和光电隔离的模数转换方法及系统
RU2017106161A (ru) Способ оценки шума в аудиосигнале, средство оценки шума, аудиокодер, аудиодекодер и система для передачи аудиосигналов
US9625505B2 (en) Line frequency detector
CN111505449B (zh) 一种用于对分裂导线的直流起晕场强进行判定的方法及系统
JPH0773105B2 (ja) プラズマ処理装置
RU2609754C1 (ru) Устройство для генерирования случайного сигнала с фрактальными свойствами
TWI584376B (zh) Plasma processing device
EP1265269A3 (en) Method for calibrating a fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer
CN106352821B (zh) 一种基于低频超声波的钢丝绳长度测量方法及装置
CN109495117B (zh) 无线能量传输频率校准方法及装置
CN109387660A (zh) 一种精准的电机测速方法
JP2012207970A (ja) Ａｐｄ測定器の検査装置及び検査方法
CN104362068B (zh) 一种调节电子倍增器增益的方法
CN110456169A (zh) 气体间隙放电电子能量定量测量系统及测量方法
Zhao et al. Analysis of Real-time Noise Signal Characteristics of Power Transformer Based on All-phase Fast Fourier Transform
Liu et al. New approach to noise factor measurement on microchannel plate of optoelectronic detector
RU2768206C2 (ru) Цифровой измеритель коэффициента амплитудной модуляции
JP2005214932A (ja) 信号処理装置、この信号処理装置を用いた電圧測定装置及び電流測定装置
TW201438091A (zh) 一種等離子處理裝置及其處理方法
Thorseth et al. Measuring and Comparing Waveforms of Temporal Light Modulation
JPH11214363A (ja) 半導体製造方法とその装置、並びに半導体素子
RU2503081C1 (ru) Способ измерения фактора шума микроканальной пластины