Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
Кратко рассмотрим все эти сомножители. В общем случае при линейном сканировании со скоростью v
-J-oo
OAf) —y^S^, y)H,(^r,y-y1)dydyl.
-OO
Значение величин, входящих в выражение для U0(f), были подробно рассмотрены в гл. 15. Это рассмотрение позволяет, в частности, записать следующие соотношения.
Для идеальной оптической системы
пТ"78ц' ) в*(-jp. й)#1-
—оо
Соответственно для точечной цели и системы с аберрациями
-[-оо
= | s(-L, y)h*(-jr. у) l,y-
53Г.
Для идеальной оптической системы, визирующей точечную цель,
- лТ° Vl'fL)V IS (-?-) .
Если задан закон набегания изображения цели на чувствительную площадку приемника излучения
Ф (t) = Ф0у (/),
где Ф0 — полный ноток излучения, падающий на приемник, когда оптическая ось прибора точно направлена на цель в момент t = 0, тогда
+°°
UM = U»y(ty, U0(f) — J U„(t)e~lul‘dt,
-ОО
или
&o(/) = t
т(/)=т-J Y (t)t~Wdt,
^BX J
— 00
причем ?1JX длительность входного импульса произвольной формы, отсчитанная на заранее обусловленном уровне.
Для импульса прямоугольной формы
Уир (!) = sa (я#вх); для косинус-квадратиого импульса
/fk (я//ьх)
Тк.к(/) = т_-(//;х)2-
Отсчет длительности прямоугольного и косипус-квадратного импульсов производится на уровне, равном нулю.
Далее, можно найти
(Уо — 50ЛФ,
где 50 — чувствительность приемника излучения для такой частоты модуляции, когда инерционность его не сказывается, поскольку U0 — сигнал, вырабатываемый безынерционным приемником, т. е.
S0 = lim 5 (/),
/ >0
а ДФ — абсолютное значение изменения потока излучения, падающего на приемник при визировании им вначале фона Фф, а затем цели Фд, т. е.
Дф = фц — фф.
537
Для случая, когда фон не излучает, т. е. Фф = 0, а Фц = Ф0,
АФ — Ф0 — ВТ0 '¦
L3
cos а
U0 — 50Ф0.
Следовательно, для заданного закона набегания изображения
«С (/) = <VbxY if) SXP if) SB* (/) * ус (/)•
Рассмотрим произведение
•Ь’фпу (/) — 5о^Пр (/) Svx (/),
обратив внимание на рис. 335, а.
На схеме рис. 335, а, являющейся модификацией схем, представленных на рис. 234 и 237, показано*, что поток излучения,
Ф
Чфпу(0
Ф(Щ '
Щ
Ko(f)
Uff) I
\E(f)
KJf)
l\EEE^=EE^EEE^L-.ZZJZ7Si_/_ Stf) Snp(f) SJf)
Jl(fl
KJf)
¦m
m
Ф№)
-S„
dT
EJf)
... ¦ —
- Kp(f) Ш) F (f) Uf) m KJf) -
№
Рис. 335. Общая схема прохождения сигнала и шума: а — обычный порядок включения элементов; б — группировка элементов по принципу частотной зависимости коэффициентов передачи и крутизны
комплексная амплитуда которого равна Ф (/), преобразуется приемником излучения в обобщенный сигнал U (/) (напряжение, ток, сопротивление и т. д.), так что
f>(f) = S(/) ФЦ).
Этот сигнал цепью включения приемника в свою очередь преобразуется в э. д. с. Е~ (/), являющуюся источником сигнала во входной цепи, причем
?.(/) = 5ИКл. *.*(/)# (Я.
* На схемах рис. 234, 237 и 335 в целях упрощения не указана функциональная зависимость комплексных амплитуд и коэффициентов передачи от частоты модуляции. В некоторых случаях аналогичные упрощения записи используются на других рисунках и в тексте.
538
где SHKji.x.x (/) — крутизна преобразования цепи включения приемника без нагрузки (на холостом ходу).
Для фоторезистора и болометра, когда U — Л/7/-,
4*л. х. X = EJ0 = Ej(Mr) = Я0Х/(1 -f х)2,
где х = г/гн.
Для фотоэмиссионного приемника U = ^/, т. е.
*^вкл. х. х Е ~1о7 • Гн.
Для фотовольтаического приемника и термоэлемента вырабатывающих э. д. с. с комплексной амплитудой U = & — Е~\ следовательно,
^нкл. = = 1.
Обратим внимание, что во всех случаях 5ВКЛ> х_ х представляет собой действительную величину, т. е. 5Вкл.х. х = | S,JKJU х- х|.
Анализируя схему рис. 335, а, заметим, что входная цепь преобразует э. д. с. (/) в напряжение и (/), действующее на входе усилителя, т. е.
«(/) = Квх (/) (О-
Все фотоприемное устройство характеризуется крутизной «ФПУ (f) = « (ft/Ф (/) - S (/) S'BX (/) - S (/) 5пкл. х. хКвх (/) -
— *S(Aip ([) SBKJ1. х Х/С1)Х (/).
Крутизна 5фпу (/) фотоприемного устройства непосредственно связана с его чувствительностью, вносимой в паспорт приемника излучения; например, для фоторезистора ранее было найдено
ФфПУ т = Snacn (1+х)(1.,.х + |) X
X '
V\ -f [2л/твх — 1/(2л/тсв)]2
Действительно, если при проведении измерений с целью заполнения паспорта выбрать частоту модуляции потока излучения /о так, что 2л/о твх = 1/(2л/0тсв); 2л/0тпр < 1, то
*5фпу if) — *5Фпу = 5пасп4х/(1 —{— х) (1 -|- х |), если при этом согласовать входные сопротивления, т. е. обеспечить
? = r/rliX < 1; х = г/гн= 1,
539
то
*^фПУ ~ Snacn.
Однако часто удобно ввести в рассмитрение крутизну
S„p (/) = ?. (/)/Ф(/),
т. е.
Snp if) — S0SBKJ1> х х?пр (/) = Snp0fcnp (/),
где
SnpO = *^0^вкл. X. X : Snp (/) J
/->0
причем для фоторезистора
Snpo = Snacn4>c/( 1 -j- х)2, и в большинстве случаев
^ир (0 = 1/(1 Н^лКр).
Вводя в рассмотрение крутизну Slip (f), мы считаем приемником излучения совокупность из собственно приемника и цепи его включения, работающей без нагрузки (па холостом ходу). Кроме того, обычно неудобно пользоваться крутизной преобразования приемника для постоянной составляющей потока излучения Snp0. Предпочтительнее задавать значение модуля | SI[p (/) | на некоторой фиксированной и заранее обусловленной частоте /0, т. е. Snp (f0) = | Srip (f) |f=/0. Тогда можно найти
