Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Якушенков Ю.Г. -> "Теория и расчет оптико-электронных приборов" -> 168

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 .. 162 163 164 165 166 167 < 168 > 169 170 171 172 173 174 .. 188 >> Следующая


В оптической системе обычно основными являются потери из-за отражения на границах оптических сред, из-за поглощения в материалах оптических деталей, а также за счет виньетирования и диафрагмирования оптических пучков.

Как известно из общей теории оптических приборов [7, 18], коэффициент пропускания системы т0, учитывающий потери на поглощение и отражение, можно вычислить по формуле

где N — число поверхностей раздела; рк — коэффициент отражения на fe-й поверхности раздела оптических сред; р — число оптических сред, проходимых излучением; аот — коэффициент поглощения на единицу пути лучей в т-й оптической среде; Im — длина пути излучения в т-й среде; р3п — коэффициент отражения на n-й зеркальной поверхности; N3 — число зеркальных поверхностей.

Следует учитывать, что значения pk, а0т, р3п могут быть различными в разных участках оптического спектра.

Помимо потерь на поглощение, отражение и виньетирование в передающей системе возможны потери вследствие несогласованности апертур отдельных ее компонентов, например тела накала, конденсора и объектива.

В приемной оптической системе также возможны потери за счет диафрагмирования. Например, часть потока в зеркальных системах с контррефлекторами теряется на «слепом» пятне (центральной зоне) объектива. Коэффициент диафрагмирования в этом случае определяется как

где D — диаметр входного зрачка; d — диаметр «слепого» пятна (контррефлектора).

(14.12)

423 JO. Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов

14.5. Расчет коэффициента полезного действия системы первичной обработки информации

Одним из критериев качества СПОИ ОЭП может служить коэффициент т|оэп, определяющий, какая доля полезного сигнала, поступающего на вход прибора, используется для создания выходного сигнала, несущего полезную информацию.

Этот коэффициент, называемый часто коэффициентом полезного действия СПОИ ОЭП или просто КПД ОЭП, удобно оценивать отношением мощностей (потоков излучения). Он зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются: потери потока в оптической системе, оцениваемые коэффициентом г|0; потери при модуляции и обработке модулированного сигнала (см. § 9.3), учитываемые коэффициентом ku; потери из-за отсутствия надлежащего согласования параметров приемника с параметрами оптической и электронной систем, оцениваемые коэффициентом г|сг. Таким образом,

rIoan = rI0 ^m Пег ¦ (14.13)

Для пассивных систем под Г|0 обычно понимается отношение потока Фпр, приходящего на приемник, к потоку Ф0, принятому оптической системой. Коэффициент г|0 при пассивном методе работы прибора рассчитывают по формуле

Г1о=Фпр/Фо=^о^д-

Здесь т0 — коэффициент пропускания оптической системы; — коэффициент диафрагмирования, учитывающий возможное экранирование входного зрачка, а иногда и виньетирование (см. §14.4).

Расчет коэффициента hM, учитывающего потери мощности сигнала при модуляции и детектировании, рассматривался в § 9.3.

В реальной конструкции по разным причинам иногда трудно оптимально согласовать параметры приемника с параметрами оптических и электронных звеньев. Это можно учесть коэффициентом г|сг. Рассмотрим, что определяет этот коэффициент.

Одной из его составляющих является коэффициент kq, учитывающий возможное несоответствие между площадью чувствительного слоя приемника и площадью сечения пучка в месте установки этого слоя Аф. Несмотря на то, что чаще всего стремятся к тому, чтобы размер сечения пучка в плоскости чувствительного слоя был меньше размеров площади приемникаА, иногда все же приходится идти на уменьшение А по сравнению с Аф (например, если необходимо уменьшить уровень шума приемника). При этом без учета возможной неравномерности освещенности в сечении пучка иногда принимают ft = А/Аф< 1.

424 Глава 14. Энергетические расчеты оптико-электронных приборов

Другой составляющей является коэффициент km, учитывающий соотношение между шумом электронной системы, приведенным к приемнику, — ишэ, и собственным шумом приемника ишп, взятым в рассматриваемой полосе пропускания:

Наконец, следует учитывать тот факт, что уровень шума приемника на рабочей частоте модуляции — частоте сигнала (спектр мощности шума фшс) и на частоте, при которой производилась паспортизация приемника (фшт), может быть различным. В этом легко убедиться, рассматривая типовой спектр шума приемника (см. рис. 6.2).

Это положение можно учесть с помощью коэффициента k

который при белом шуме равен единице. Очевидно, что учет этих факторов необходим лишь при k< 1, km< 1, kf < 1. Совокупность kq, km и kf образует коэффициент

При расчете КПД измерительных ОЭП необходимо иметь в виду, что для образования полезного сигнала, превышающего в заданное число раз уровень шумов, часто используется не весь поток, образующий изображение источника в плоскости анализа, или не весь электрический сигнал в полосе пропускания прибора, а лишь некоторая его доля. Например, в высокоточных оптико-электронных угломерах с помощью описанных в гл. 5 и 7 компенсаторов и анализаторов регистрируют весьма малое смещение источника по угловому полю, составляющее небольшую долю его углового размера. При сдвиге изображения относительно анализатора сигнал на выходе прибора определяется не всем потоком, создающим изображение, а лишь частью, соответствующей изменению потока, проходящего через анализатор. Поэтому при подсчете КПД прибора необходимо умножать г|оэп на коэффициент, учитывающий, какую долю всего потока составляет поток, образующий измеряемое приращение сигнала. Часто можно приближенно считать этот коэффициент равным отношению порога чувствительности прибора к величине линейного участка его выходной (статической) характеристики — зависимости между входным и выходным сигналами. Причем и порог чувствительности, и величину линейного участка в зависимости от назначения прибора можно выражать в виде потоков, облученностей, угловых или линейных координат и т.п.
Предыдущая << 1 .. 162 163 164 165 166 167 < 168 > 169 170 171 172 173 174 .. 188 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed