Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Якушенков Ю.Г. -> "Теория и расчет оптико-электронных приборов" -> 149

Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.

Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов — М.: Логос, 1999. — 480 c.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка): teoriyairaschetelektronnihpriborov1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 143 144 145 146 147 148 < 149 > 150 151 152 153 154 155 .. 188 >> Следующая


В связи с большим многообразием ОЭП критерии их качества могут быть самыми различными. Учитывая, что для многих ОЭП одна из важнейших задач - это уверенный прием сигнала на фоне помех и шумов и качественное воспроизведение его параметров, наиболее распространенными критериями качества являются статистические критерии, ряд которых был рассмотрен или упомянут выше. К ним относятся средний риск г (см. § 11.1), условные вероятности правильного обнаружения, ложных тревог и т. д. и рассчитываемое на их основе отношение правдоподобия А (сіл. § 11.2).

Приборы, предназначенные для измерений, характеризуются прежде всего точностью, оценками которой служат нормируемые метрологические характеристики: функция преобразования, систематическая и случайная составляющие инструментальной погрешности прибора, вариация выходного сигнала, динамические

405 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов

характеристики и др. Некоторые из них будут рассмотрены ниже, в гл. 15.

Специфическими для ОЭП являются критерии, определяющие энергетическое разрешение прибора. К ним прежде всего относятся пороговая чувствительность или порог чувствительности ОЭП, определяемые как минимальные значения потока Фпоэп или облученности En оэп на входном зрачке, при которых обеспечивается отношение сигнал/шум и, необходимое для правильного (надежного) срабатывания прибора, например, для обеспечения заданной вероятности правильного обнаружения. В случае, когда преобладают внутренние шумы приемника излучения, пороговую чувствительность ОЭП можно определить как

-Епоэп = ^ AAf/(D*А* Лоэп)-где А — площадь чувствительного слоя приемника; Af — полоса пропускания электронного тракта; D — удельная обнаружительная способность приемника, пересчитанная от условий паспортизации приемника к реальным условиям его работы (см. § 6.4); Abx — площадь входного зрачка; Ti03n — КПД ОЭП (см. § 14.5).

За рубежом энергетическая чувствительность ОЭП обычно оценивается эквивалентной мощностью шума (NEP) или эквивалентной шумам плотностью потока (NEFD), которая представляет собой облученность входного зрачка ОЭП при отношении сигнал/шум на выходе прибора, равном единице.

Очень часто для оценки качества ОЭП используется зависимость En оэп или NEFD от длины волны, которая определяет облученность на каждой длине волны, необходимую для образования сигнала, равного уровню шума прибора.

Для оценки ОЭП, работающих с импульсными сигналами, служит отношение максимальной амплитуды сигнала, деленной на среднее квадратическое значение шумов, к значению Enom или NEFD.

Оптико-электронные приборы, создающие изображение в ИК области спектра (тепловизоры), часто характеризуются эквивалентной шумовой температурой (ЭШТ), которая определяется как температура эквивалентного черного тела, помещенного в плоскость объекта и создающего на выходе прибора отношение сигнал/шум, равное единице. Иногда пороговую характеристику такого ОЭП определяют как разность температур двух черных тел, при которой обнаруживается их различие.

В зарубежной научно-технической литературе эквивалентную шумам разность температур (NETD) часто нормируют, приводя ее к

406 Глава 14. Энергетические расчеты оптико-электронных приборов

единичнои полосе пропускания делением на корень квадратный из значения полосы пропускания Af.

Качество некоторых типов ОЭП, например, систем тепловидения, оценивают их контрастной чувствительностью (пороговым контрастом на входе прибора), которая сравнивается с контрастом, определяемым соотношением яркостей наблюдаемого объекта и фона в плоскости расположения объекта и называемым иногда контрастным отношением «сигнал-фон» в плоскости объекта

= Кь - L,j,

hk j

Ч

где Lo6 и Ьф — яркости объекта и фона в плоскости объекта.

При малых разностях температур объекта и фона AT, принимаемых за черные тела, можно записать

При выполнении условия XT < 3000 из закона Планка (см. § 3.5) следует

Например, для Т=300°К

/. 0,16AT

цк(Хдг) = —-—.

Отсюда легко определить, как меняется контраст при изменении спектрального диапазона работы ОЭП, т.е. длин волн X.

Контрастная чувствительность ОЭП (контрастное отношение «сигнал-фон» на входе ОЭП), обычно определяется как

_ Aj6.BX " AjhBX

И К BX ~ J '

ч

где Lo6 вх и Ьф вх — яркости объекта и фона, на котором он наблюдается, приведенные ко входу (входному зрачку) ОЭП.

Величины L06 вх и Ьф вх и, соответственно, (Tkiiix отличаются от L06, и цк как за счет различия в пропускании среды на различных трассах «объект-ОЭП» и «фон-ОЭП», так и вследствие прихода на входОЭП потоков не только от объекта и фона, но и от среды распространения излучения. Эти потоки обусловлены, например, собственным излучением среды и рассеяным в ней излучением источников, находящихся вне углового поля ОЭП.

407 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов

Эквивалентная шуму разность температур (пороговая разность температур) ATn в ряде случаев недостаточно полно описывает качество ОЭП. В [14] указываются основные недостатки этого критерия применительно к системам тепловидения, в которых происходит преобразование невидимого глазу инфракрасного излучения в видимое изображение на экране системы отображения, например, на экране дисплея. Так, AT111, измеряемая на выходе электронного тракта, не учитывает процессов ухудшения качества сигнала (изображения) за счет ограниченной разрешающей способности системы отображения информации и зрительного аппарата человека-оператора. Для более полной характеристики системы «прибор-оператор» обычно используется такой критерий как минимальная разрешаемая разность температур ATpa3p (в зарубежной литературе MRT или MRTD), под которой понимается разность температур специального штрихового тест-объекта (трех- или четырехполосной миры с прямоугольным законом изменения яркости полос и отношением их высоты к ширине 7:1), которая обеспечивает необходимое для разрешения пороговое отношение сигнал/шум (обычно-2,0...2,5).
Предыдущая << 1 .. 143 144 145 146 147 148 < 149 > 150 151 152 153 154 155 .. 188 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed