Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка):
При выборе емкостей разделительных конденсаторов необходимо соблюдать условия:
ХС8 = 1/(2я/нСЗ) < 0,1R3; Хсъ = 1/(2я/нС5) < 0,1R7,
где /н — нижняя граничная частота спектра сигнала, определяемая в соответствии с выражением (6.18).
Конденсаторы С8—СП выполняют роль фильтров в цепях питания. Причем в приведенной схеме С8 и СЮ — электролитические конденсаторы большей емкости, чем конденсаторы С9 и СИ. Керамические конденсаторы С9 и СИ в отличие от электролитических являются практически безиндуктивными и более эффективно работают на высоких частотах, в то время как электролитические конденсаторы С8 и СЮ — на более низких. Емкости следует выбирать максимально большими с учетом рабочих напряжений и допустимых габаритных размеров конденсаторов.
МПИ с последовательным опросом. Фоторезисторные и фотодиодные МПИ с параллельным опросом элементов обычно содержат небольшое число (до нескольких десятков) элементов. В тех случаях, когда необходимо реализовать многоэлементную фотоприемную структуру, содержащую до нескольких сотен элементов, более предпочтителен принцип последовательного опроса элементов с возможностью координатной выборки сигналов. Подобные МПИ можно использовать в качестве преобразователей пространственного распределения освещенностей в плоскости анализа изображения во временную последовательность импульсов — видеосигнал.
174
KiL
№
Рис. 6.6. Структурная схема матричного многоэлементного приемника излучения с последовательным опросом без накопления сигнала
*1*1 ' . - т г
' ...т j >1*1 ... V т
1 1 ! - т
К/П,
,КГ!
1
Хч| ___________\кгп к усилителю
На рис. 6.6 приведена схема фоторезистор ной матрицы, содержащей п строк по т элементов в каждой. Как видно из рисунка, в цепь нагрузочного резистора Rn может быть включен любой из фоторезнсторов матрицы путем выбора нужной строки и столбца элементов с помощью соответствующих ключей горизонтальной Кг и вертикальной Кв разверток.
Такой принцип организации многоэлементной структуры позволяет значительно уменьшить число выводов по сравнению с принципом параллельного включения. В данном случае структура, содержащая N = mXn элементов, имеет m-frt, а не mxn -f 1 выводов. Причем выигрыш в числе выводов тем больше, чем больше число элементов.
Следует, однако, отметить, что в такой схеме не обеспечивается полная развязка между элементами. Нетрудно показать, что вследствие параллельных связей между фоторезисторами через нагрузочный резистор протекает не только ток опрашиваемого элемента, но и токи параллельных ветвей
п—1
fonp + S /неопр (О 1=1
— Iопр “Ь I,
неопр>
где /опр — ток опрашиваемого элемента; /неопр (о — ток через неопрашиваемую t'-ю ветвь; /неопр — суммарный ток неопраши-ваемых ветвей. Наибольший вклад во второе слагаемое вносят строки и столбцы, где расположен опрашиваемый элемент.
Можно показать, что в такой структуре отношение тока опрашиваемых элементов к току параллельных неопрашиваемых ветвей при отсутствии освещенных элементов (либо при одинаковой освещенности всех элементов) определяется выражением
/опр/^неопр ^ 2/rt,
где п — число элементов в строке (столбце) квадратной матрицы пхп.
175
Рис. 6.7. Эквивалентная схема матричного фотоприемника, работающего без накопления сигнала
Пусть
кя — R$ <i),
где ({) — сопротивление элемента при воздействии оптического излучения; Rrll> — темновое сопротивление элемента.
Тогда при наличии оптического сигнала только на опрашиваемом элементе
/ф. опр//т.
неопр
: '2kf>/n.
Наиболее неблагоприятная ситуация возникает, когда опрашивается неосвещенный элемент, а освещен элемент, расположенный в одной строке или столбце с опрашиваемым. В таком случае
1т. опр//
неопр
Эквивалентная схема фоторезистор ной матрицы приведена на рис. 6.7.
Как видно из эквивалентной схемы, взаимное влияние элементов можно уменьшить, увеличив сопротивление неопрашиваемых элементов. Этого можно достичь за счет дополнительного включения диодов в цепь каждого фоторезистора. Полярность включения диодов должна быть такой, чтобы при подключении какого-либо элемента к источнику питания и нагрузочному резистору соответствующий диод был бы открыт. В диодно-фоторезисторной матрице диоды неопрашиваемых элементов находятся в закрытом состоянии, что позволяет уменьшить суммарный ток неопрашиваемых ветвей.
Использование диодов хотя и позволяет уменьшить взаимное влияние элементов, но не обеспечивает полной развязки между ними, поскольку МПИ обычно работает в режиме относительно слабых токов, при которых отношение сопротивлений диода в открытом и закрытом состояниях сравнительно невелико.
Взаимные связи между элементами характерны также и для матриц на основе фотодиодов. По существу, этот недостаток является общим для МПИ мгновенного действия.
Другой их недостаток заключается в необходимости коммутации малых токов, что предъявляет высокие требования к выбору элементов для ключей Кт и Къ.
Указанные обстоятельства служат основной причиной того, что подобные структуры имеют ограниченную сферу применения. Более широко применяют многоэлементные фотоприемные структуры с накоплением сигнала.
