SU1027645A2

SU1027645A2 - Photosensitive element noise characteristic measuring device

Info

Publication number: SU1027645A2
Application number: SU823389848A
Authority: SU
Inventors: Владимир Антонович Пилипович; Сергей Григорьевич Шматин; Александр Константинович Есман; Анатолий Аркадьевич Визнер
Original assignee: Институт электроники АН БССР
Priority date: 1982-02-01
Filing date: 1982-02-01
Publication date: 1983-07-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЬЯХ ЭЛЕМЕНТОВ по авт. .ев, № 81975О, о т ли чающеес тем, что, с целью повышени точности и производительности измерений за счет сокращени длительности измерительного цикла, в него введены два коммутатора, два пиковых детектора схема объединени , дифференциальный усилитель и генератор разнопол рного сигнала, причем сигнальный и у1фавл юии{й входы первого коммутатора св заны соответственно с выходом компенсатора и тактирующим выходом генератора равнопол рного сигнала, а выход - с входом широкополое ного усилител , второй выход второй избирательныгй усилитель - с сигнальным входом второго коммутатора, управл кипий вход которого св зан с сигнальным выходом генератора разнопол рного сигнала , а выходы соответственно первый и второй пиковый детекторы соединены с входами дй|)ф ренииального усилите-. л .выход которого подключен к одному из ® входов схемы объединени , вгорой вхм л которой св зан с сигнальным выходом ; %f/ г«1ератора разнопол рного сигнала, а выход - с управл ющим входом регул тора амплитуды.DEVICE FOR MEASURING THE NOISE CHARACTERISTICS OF PHOTO-SENSITIVITY ELEMENTS OF AUTH. .ev, no. 81975О, so that, in order to improve the accuracy and performance of measurements by reducing the duration of the measuring cycle, two switches, two peak detectors, a combining circuit, a differential amplifier and a generator of a different polarity signal, and a signal and the first inputs of the first switch are connected respectively to the output of the compensator and the clocking output of the generator of a uniform signal, and the output to the input of a wide-field amplifier, the second output of the second selective amplifier The detector is connected to the signal input of the second switch, the control input of which is connected to the signal output of the alternating signal generator, and the outputs of the first and second peak detectors, respectively, are connected to the inputs dy | The output of which is connected to one of the вход inputs of the circuit of the circuit, which is in turn connected to the signal output; % f / g "of the alternator of a multipole signal, and the output with the control input of the amplitude regulator.

Description

Изобретение относитс к рвдиоиамереки м , а ИМЙ1НО к измерению шумовых характеристик фоторегистра оров.The invention relates to photo milestones, and IMY1NO to measuring the noise characteristics of a photo recorder.

Объективное исследование шумовых параметров фоторегистраторов св зано с необходимостью разделени различных компонент шума, причем наибольшую трупносгь преасгавл ег выаеление генерачионно-рекомбинационного шума фотоносителей от аругнх составл ющих токового игума. Указанна операци св зана с изменением режима работы измерител , что повышает продол жительность измерительного цикла.An objective study of the noise parameters of photographic recorders is associated with the need to separate the various components of the noise, with the greatest difficulty being the ejection of the generation-recombination noise of the photocarriers from the other components of the current igum. This operation is associated with a change in the mode of operation of the meter, which increases the duration of the measuring cycle.

Известно устройство ал измерени шу мовык карактеристик фоторегистраторов, состо щее из последовательно оптически св занных источника излучени , модул тора , исследуа юго фоторегистратора, подключенного к одному из входов компенсатора ,аругой вход которого св зан с вы- хопом регул тора амплитуды, а выход - входьш широкополосного усилистел и первого изб1фательного усилител через детектор огибающей, фильтр нижних частот и второй 25 избирательный усилитель св зан с первым индикатором, выход второго избирательного усилител св зан с вторым индикатором, а вход регул тора амплитуды через фазовращатель соединен с модул тором Cl. Недостаток устройства - низка производительность измерений, вызванна большой продолжительностью изкгерительного цикла, В устройстве во врем каждого цикла измерений необходимо проведе ние компенсации сигнала с частотой молул шш на широкополосного усилител и второго избирательного усилител . При этом уровень компенсирующего напр жени зависит как от глубины модул ции оптичеч:ког о излучени , так и от чувствительности исследуемого фоторегист ратора. При исследовании многоканального фоторегистратора измерению параметро } аждой фото чейки должна предшествовать установка необходимого уровн компенсирующего напр жени по минимуму сигнала на выходе первого избирательного усилител . Только после этого устройство отдел ет генерашюнно-рекомбинационный щум фотоносителей от других составл ющих токового шума и его измерение возможно по величине сигнала с удвоенной частотой модул ции на выходе второго избирате аьного усилител . Если учесть, что на тфактике час1-о требуетс измерение шутловых параметров при разтшчных уровн х оптического излучени и, кроме того что многоканальные фоторег гстраторм оптических систем обработки информации содержат 10 - lO фото чеек, пон тно что необходимость установки уровн компенсхфуюшвго напр жени при переходе отA device is known for measuring the noise noise characteristics of photo recorders, consisting of sequentially optically coupled radiation source, a modulator, examining a south photo recorder connected to one of the compensator inputs, another input of which is connected to the amplitude controller output, and the output a wideband amplifier and first selective amplifier through an envelope detector, a low-pass filter and a second 25 selective amplifier connected to the first indicator, the output of the second selective amplifier connected to indicator, and the input of the amplitude regulator through the phase shifter is connected to the modulator Cl. The drawback of the device is low measurement performance caused by a long duration of the test cycle. In the device, during each measurement cycle, a signal must be compensated with a frequency of mol shsh on a wideband amplifier and a second selective amplifier. In this case, the level of the compensating voltage depends both on the depth of the optical modulation: radiation, and on the sensitivity of the studied photo recorder. When studying a multichannel photo recorder, measuring the parameter of each photo cell should be preceded by setting the necessary level of compensating voltage for the minimum signal at the output of the first selective amplifier. Only after this, the device separates the photo-carrier general-recombination noise from other components of current noise and its measurement is possible by the magnitude of the signal with a double modulation frequency at the output of the second electoral amplifier. If we take into account that the t1-o factor requires measuring jokes parameters at different optical radiation levels and, moreover, that multichannel photoregistors of optical information processing systems contain 10 - lO photo cells, it is clear that the need to set the level of compensated voltage during the transition from

чейки и при изменвшш уровн оптического сигнала сушественно увеличивает щэодолжитепьность измерительного никла и, соответственно, снижает производительность . Вместе с этим прототипcells and when the optical signal level is changed significantly increases the duration of the measuring nickel and, accordingly, decreases the performance. Along with this prototype

имеет низкую точность измерений, за счет ошибки оператора, а также вследствие вли ни нестабильности уровн оптического излучени в процессе измерений. Цель изобретени - увеличение точности и производительности измерений.It has low measurement accuracy due to operator error and also due to the influence of the instability of the optical radiation level during the measurement process. The purpose of the invention is to increase the accuracy and performance of measurements.

Поставленна цель достигаетс тем, что в известное устройство, состо щее из последовательно оптически св занных источника излучени , модул тора и исследу« 1ого фоторегистратора, подключенного к одному из входов компенсатора, другой вход которого через регул тор амплитуды и фазовращатель св зан с модул тором , широкополосного усилител . 30 выход которого через детектор огибающей, фильтр нижних частот и первый избирательный усилитель св зан с индикатором, и второго избирательного усилител , введены два коммутатора, два пиковых детектора , схема объединени , дифференциальный усилитель и генератор разнопол рного сигнала, причем сигнальный и управЛ1пощий входы первого коммутатора св заны соответственно с выходом компенсаТора и тактирующим выходом генератора разнопол рного сигнала, первый выход с входом широкополосного усилител , а второй выход через второй избирательный усилитель - с сигнальным входом второго коммутатора, управл ющий вход которого св зан с сигнальным выходом генератора разнопол рного сигнала, а выход соответственно через первый и второй пиковый детекторы соединены с входами дифференциального усилител , выход которо-. го.подключен к одному из входов схемы объединени , второй вход которой св зан с сигнальным выходом генератора разнопол ркого сигнала, а выход - с управл ющим входом регул тора амплиту ды . На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - эпюры сигналов в различных цеп х устройства. Устройство содержит источник I излучени , модул тор 2, исследуо 1ый фоторегистратор 3, компенсатор 4, первый коммутатор 5, широкополосный усилитель 6, детектор 7 огибающей, фильтр 8 нижнтгхThe goal is achieved by the fact that in a known device consisting of successively optically coupled radiation source, modulator and examination of the first photographic recorder connected to one of the compensator inputs, the other input of which is connected to the modulator through the amplitude regulator and phase shifter broadband amplifier. 30 output of which through the envelope detector, low pass filter and the first selective amplifier is connected with the indicator, and the second selective amplifier, two switches, two peak detectors, a combination circuit, a differential amplifier and a generator of a different polarity signal are introduced, the signal and control inputs of the first switch associated respectively with the output of the compensator and the clock output of the generator of a multi-polar signal, the first output with the input of the broadband amplifier, and the second output through the second election flax amplifier - the signal input of the second switch, the control input of which is coupled to the signal generator output Hetero-polar signal and output respectively through the first and second peak detectors are connected to a differential amplifier inputs, the output kotoro-. A go is connected to one of the inputs of the combining circuit, the second input of which is connected to the signal output of the generator of a multi-polar signal, and the output to the control input of the amplitude regulator. FIG. 1 shows a diagram of the proposed device; in fig. 2 and 3 are signal plots in various circuits of the device. The device contains a source of radiation I, a modulator 2, examined the first photographic recorder 3, a compensator 4, the first switch 5, a broadband amplifier 6, an envelope detector 7, a filter 8 of the lower

частот, первый изб1фательный усилите 9, индихйтор 10, регул тор И аплитудЫ ( второй избирательный усилитель 12, фазовращатель 13, схема 14 объединени , генератор 15 разнопол рного сигнала , второй коммутатор 16, первый и вто :рой пиковые детекторы 17 и 18. соответ ствевно диффереюшальный усилитель 19. Устройство работает следующим образом .frequencies, first selective amplification 9, indiHitor 10, regulator AND aplutes (second selective amplifier 12, phase shifter 13, combining circuit 14, oscillator 15 of a different polarity signal, second switch 16, first and second swarm detectors 17 and 18. respectively differential amplifier 19. The device operates as follows.

На исследуемый фоторегистратор 3 подаетс световой поток, промодулированный по амплитуде сигналом с частотой w Одновременно модулирующий сигиал этой же частоты, но повернутый по фазе на 18О подаетс на один из входов компенсатора 4. На второй вход компенсатора 4 подаетс сигнал с исследуемого фотрегистратора 3, Таким образом, на входах компенсатора 4 присутствуют два сигнала с относительным сдвигом фаз 180° : модулирующий и фоторегистратора (содержащий шумовую компоненту).. П иодически по сигналу на такт1фующем выходе генератора разнопол рного сигнал ( фиг. 36) сигнальный вход первого коммутатора 5 соедин етс с входом второго избирательного усилител 12. В течение интервала времени f (фиг. Зб) с сигнального выхода генератора 15 разнопол рного сигнала через схему 14 объе , The photoreceiver 3 under study is supplied with a luminous flux modulated in amplitude by a signal with a frequency w. Simultaneously modulating sigial of the same frequency, but turned out to be 18O in phase to one of the inputs of the compensator 4. To the second input of the compensator 4, the signal from the studied photoregistra 3 is fed. Thus , at the inputs of compensator 4 there are two signals with a relative phase shift of 180 °: modulating and a photo recorder (containing a noise component) .. P iodically according to the signal at the tactile output of the generator Nogo signal (FIG. 36) the signal input of the first switch 5 is connected to the input of the second selective amplifier 12. During the interval f (FIG. Zb) from signal generator 15 outputs the signal through polar Hetero circuit 14 obe,

динени подаетс сигнал на регул тор 11 амплитуды (фиг. За), по которому измен етс амплитуда модулирующего сигнала с частотой Uj , подаваемого на комиенсатор 4 (фиг, Зв). Второй коммутатор 16 управл етс тем же разнопол рным синалом таким образом, что положительному сигналу соответствует соединение его сш нального входа с одним из пиковых детекторов (например, 17), а отрицательному - с другим (18). Таким образом осуществл етс разделение сигналов на выходе компенсатора, соответствующих изменению амплитуды сигнала на входе компенсатора в противоположную сторону (фиг. Зг и д). Зависимость уровн сигнала на выходе компенсатора рег от величины сигнала на входе, св занном с регул тором 11 амплитуды, при noci-о нном уровне сигнала, подаваемого с исследует ого фоторегистратора, имеет вид, показанный на фиг. 2 Эта зависимость имеет розко выраженный минимум приA signal is supplied to the amplitude regulator 11 (Fig. 3A), according to which the amplitude of the modulating signal varies with the frequency Uj supplied to the compensator 4 (Fig, Sv). The second switch 16 is controlled by the same multi-polar signal in such a way that the positive signal corresponds to the connection of its crossover input with one of the peak detectors (for example, 17), and the negative one with the other (18). Thus, the separation of the signals at the output of the compensator, corresponding to the change in the amplitude of the signal at the input of the compensator in the opposite direction, is carried out (Fig. 3g and d). The dependence of the signal level at the output of the compensator reg on the magnitude of the signal at the input associated with the amplitude controller 11, at the noci level of the signal supplied to the scanned photo recorder, has the form shown in FIG. 2 This dependence has a rosco pronounced minimum at

определенном уровне U комп соответствующее балансу схемы компенсатора 4. Изменегше амплитуды указанного сиг.нала в противоположную сторону, вызванное . наличии разнопбл рного стенала на управл ющем входе регул тора II амплитуды, приводит к одинаковому увеличению сигнала на выходе схемы.a certain level U comp corresponding to the balance of the compensator circuit 4. Changing the amplitude of the specified signal in the opposite direction caused. the presence of a variably stenal at the control input of the controller of amplitude II leads to the same increase in the signal at the output of the circuit.

(5;;Л(5 ;; L

Фйг.Feig.

ffff

.л.l

ГгYy

jj

ifS IiifS Ii

.I.I

ff

II

//

..

Claims

DEVICE FOR MEASURING NOISE CHARACTERISTICS OF PHOTOSENSITIVE ELEMENTS by ed. St., No. 819750, characterized in that, in order to increase the accuracy and productivity of measurements by reducing the duration of the measurement cycle, two switches, two peak detectors, a combining circuit, a differential amplifier and a generator of a multipolar signal are introduced into it, then the signal and the control inputs of the first switch are connected respectively to the output of the compensator and the clock output of the generator of a bipolar signal, and the first output to the input of a wide-field amplifier, the second output through the second selective amplifier - with the signal input of the second switch, the control input of which is connected with the signal output of the generator of a multipolar signal. and the outputs, respectively, through the first and second peak detectors are connected to the inputs of a differential amplifier, the output of which is connected to one of the inputs of the combining circuit, the second input of which is connected to the signal output of a generator of a multipolar signal, and the output is connected to the control input of the amplitude controller.

SU- (i.lO2764 £ L (Riga. 7

1027646