광검출기 시스템 오류 분석

광검출기 시스템 오류 분석

시스템 오류에 영향을 미치는 요인에 대한 소개광검출기

체계적 오류에 대한 구체적인 고려 사항은 다음과 같습니다. 1. 구성 요소 선택:포토다이오드1. 구성 요소: 연산 증폭기, 저항, 커패시터, ADC, 전원 공급 IC 및 기준 전압 소스. 2. 작동 환경: 온도 및 습도 등의 영향. 3. 시스템 신뢰성: 시스템 안정성, EMC 성능.

광검출기의 시스템 오류 분석

1. 포토다이오드: ~에서광전 감지시스템, 광다이오드가 오차에 미치는 영향광전 시스템주로 다음과 같은 측면에서 나타납니다.

(1) 감도(S)/분해능: 출력 신호(전압/전류) 증가량 △y와 입력 증가량 △x의 비율. 즉, s=△y/△x. 감도/분해능은 센서 선택의 주요 조건이다. 이 매개변수는 광다이오드의 경우 암전류, 광검출기의 경우 잡음 등가 전력(NEP)과 직접적으로 연관되어 나타난다. 따라서 체계적 오차에 대한 가장 기본적인 분석은 전체 광전 시스템의 오차 요구 사항을 충족하기 위해 감도(S)/분해능이 실제 오차 요구 사항보다 높아야 한다는 것이다. 이는 후술하는 요인으로 인한 오차 영향도 고려해야 하기 때문이다.

(2) 선형성(δL): 광검출기의 출력과 입력 사이의 정량적 관계의 선형성 정도. yfs는 최대 출력이고 △Lm은 선형성의 최대 편차이다. 이는 특히 광검출기의 선형성 및 선형 포화 광 전력에서 나타난다.

(3) 안정성/반복성: 광검출기는 동일한 임의 입력에 대해 출력 불일치를 보이며 이는 임의 오차입니다. 전진 및 후진 스트로크의 최대 편차를 고려합니다.

(4) 히스테리시스: 광검출기의 입력-출력 특성 곡선이 순방향 및 역방향 이동 중에 겹치지 않는 현상.

(5) 온도 드리프트: 광검출기의 출력 변화에 대한 온도 1℃ 변화의 영향. 온도 드리프트로 인한 온도 드리프트 편차 △Tm은 작업 환경 온도 범위 △T의 온도 드리프트 계산을 통해 계산됩니다.

(6) 시간 드리프트: 입력 변수가 변하지 않은 상태에서 광검출기의 출력이 시간에 따라 변하는 현상(원인은 주로 자체 구성 구조의 변화 때문임). 광검출기가 시스템에 미치는 종합적인 편차 영향은 벡터 합을 통해 계산됩니다.

2. 연산 증폭기: 시스템 오류에 영향을 미치는 주요 매개변수 연산 증폭기 오프셋 전압 Vos, Vos 온도 드리프트, 입력 오프셋 전류 Ios, Ios 온도 드리프트, 입력 바이어스 전류 Ib, 입력 임피던스, 입력 커패시턴스, 잡음(입력 전압 잡음, 입력 전류 잡음) 설계 이득 열 잡음, 전원 공급 제거비(PSRR), 공통 모드 제거비(CMR), 개방 루프 이득(AoL), 이득 대역폭 곱(GBW), 슬루율(SR), 설정 시간, 총 고조파 왜곡.

연산 증폭기의 파라미터는 광다이오드 선택만큼 중요한 시스템 구성 요소이지만, 지면 제약으로 인해 구체적인 파라미터 정의 및 설명은 여기에서 자세히 다루지 않겠습니다. 실제 광검출기 설계에서는 이러한 파라미터가 시스템 오차에 미치는 영향을 모두 평가해야 합니다. 모든 파라미터가 프로젝트 요구 사항에 큰 영향을 미치지는 않을 수 있지만, 실제 적용 시나리오와 다양한 요구 사항에 따라 위의 파라미터들은 시스템 오차에 각기 다른 영향을 미칠 수 있습니다.

연산 증폭기에는 다양한 파라미터가 있습니다. 신호 유형에 따라 시스템 오류를 유발하는 주요 파라미터는 DC 신호와 AC 신호로 나눌 수 있습니다. DC 가변 신호의 경우 입력 오프셋 전압 Vos, Vos 온도 드리프트, 입력 오프셋 전류 Ios, 입력 바이어스 전류 Ib, 입력 임피던스, 잡음(입력 전압 잡음, 입력 전류 잡음, 설계 이득 열 잡음), 전원 공급 잡음 제거비(PSRR), 공통 모드 제거비(CMRR) 등이 있습니다. AC 가변 신호의 경우 위의 파라미터 외에도 입력 커패시턴스, 개루프 이득(AoL), 이득 대역폭 곱(GBW), 슬루율(SR), 설정 시간, 총 고조파 왜곡 등을 고려해야 합니다.