Энергетический расчет ОЭП (схема с коллиматором)
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
1,420,772,50,2320,327,74?10-30,80,8771,430,7632,550,220,330,01060,810,891,440,7552,60,2080,340,01420,820,9031,450,7482,650,1980,350,01870,830,9141,460,742,70,1870,360,02410,840,9251,470,7332,750,1780,370,03050,850,9341,480,7252,80,1690,380,0380,860,9431,490,7182,850,1610,390,04670,870,9521,50,712,90,1530,40,05650,880,9591,510,70330,1380,410,06650,890,9661,520,6963,10,1260,420,080,90,9721,530,6883,20,1140,430,09360,920,9831,540,6813,30,1040,440,1080,940,991,550,6743,40,09470,450,1240,960,9961,560,6673,50,08660,460, 142 0,980,9991,570,6593,60,07970,470,16111,580,6523,70,07260,480,181,020,9991,590,6453,80,06670,490,21,040,9961,60,6383,90,06140,50,2221,060,9921,620,62440,05650,510,2441,080,9861,640,614,50,03830,520,2671,10,9791,660,59750,02680,530,2911,120,971,680,5860,01420,540,3151,140,9611,70,57170,20?10-30,550,3391,160,9511,720,55880,05?10-30,560,3651,180,941,740,54690,27?10-30,570,391,20,9281,760,534100,20?10-30,580,4151,210,9211,780,522201,6?10-40,590,4411,220,9151,80,51303,2?10-50,60,4661,230,9081,820,498401,0?10-50,610,4921,240,9021,840,487504,3?10-60,620,5171,250,8951,860,476? 00,630,5421,260,8881,880,465- - 0,640,5671,270,8811,90,455- - 0,650,6151,280,8741,920,444- -
2.Относительного спектрального распределения энергетической светимости заданного ИИ - светодиода АЛ115А (рисунок 4)
Рисунок 4 - Распределение энергетической светимости диода АЛ115А
3.Относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения по данным таблицы
Таблица 2 - Относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения [3]
?, нм3004005006007000- 0,00040,3230,6310,004110- 0,00120,5030,5030,002120- 0,00400,7100,3810,0010530- 0,01160,8620,2650,0005240- 0,0230,9540,1750,0002550- 0,0380,9950,1070,0001260- 0,0600,9950,0610,0000670- 0,0910,9520,0320,00003800,0000390,1390,8700,0170,000015900,000120,2080,7570,0082-
Рисунок 5 - Относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения
4. относительной спектральной характеристики чувствительности заданного ПОИ (рисунок 6)
ФД-28КП кремниевые фотодиоды предназначен для применения в качестве приемников и датчиков инфракрасного излучения в составе оптико-электронной аппаратуры, систем фотоэлектрической автоматики и бесконтактного измерения температуры, вычислительной и измерительной технике, программно-управляемого оборудования и приборов, работающих в диапазоне длин волн от 0,5 до 1,12 мкм.
Рисунок 6 - Относительная спектральная характеристика чувствительности заданного ПОИ [1]
Коэффициенты использования и излучения паспортного () и заданного () ИИ заданным ПОИ. С учетом того, что приняли =1:
(13)
(14)
КПД глаза и для излучения паспортного и заданного ПОИ (с учетом того, что приняли =1):
(15)
(16)
Ход расчета отразим в таблице 3.
Из таблицы 3
(ПОИ ФД-28КП работает в ИК-диапазоне)
Интегральная токовая или вольтовая чувствительность заданного ПОИ к излучению заданного ИИ в энергетических величинах (А/Вт, В/Вт):
(17)
(18)
где - интегральная чувствительность ПОИ к излучению паспортного ИИ в световых величинах;
- интегральная чувствительность ПОИ к излучению паспортного ИИ в энергетических величинах.
Если параметры ИИ были заданы в световых величинах и был рассчитан световой поток , падающий на ПОИ, то необходимо рассчитать соответствующий поток излучения:
(19)
Таблица 3 - К расчету коэффициентов использования излучения паспортного и заданного ИИ заданным ПОИ
, мкм0,450,1240200,0382,480,000,000,000,50,2220400,3238,880,000,070,000,560,3650550,99520,080,000,360,000,60,4660600,63127,960,000,290,000,630,5420700,26537,940,000,140,000,70,7040980,03268,990,000,020,000,720,74501000,0010574,500,000,000,000,80,877085074,550,000,000,000,90,9720,1450048,607,000,000,000,960,9960,430029,8812,000,000,00110,1220020,002,400,000,00?7,0130,666282,28505413,85221,40,9005790
Для ПОИ ФД-28КП =0,2 А/Вт (не менее)
излучение фоточувствительный приемник оптический
(А/Вт)
4. Расчет амплитуды переменной составляющей сигнала и величины постоянной составляющей тока на выходе ПОИ
При синусоидальной модуляции поток излучения, падающий на ПОИ, описывается выражением
(20)
где - постоянная составляющая потока излучения;
- амплитуда переменной составляющей потока излучения.
Постоянная составляющая потока излучения может быть обусловлена наличием фоновых засветок от окружающих объектов, а также средним значением потока излучения исследуемого ИИ.
Если излучение фона отсутствует или пренебрежимо мало, а глубина модуляции исследуемого излучения составляет 100%, то
(21)
Поток излучения, падающий на ПОИ, обуславливает возникновение тока, проходящего через ПОИ и называемого фототоком:
(22)
где - токовая чувствительность ПОИ.
Фототок складывается с темновым током ПОИ , а обе эти составляющие образуют общий ток ПОИ:
(23)
При синусоидальной модуляции потока излучения
(24)
Темновой ток и постоянная составляющая фототока образуют постоянную составляющую тока:
(25)
Амплитуды переменных составляющих фототока и напряжения фотосигнала:
; (26)
где - вольтовая чувствительность ПОИ;
- сопротивление нагрузки ПОИ.
Сопротивление нагрузки , как правило, выбирают равным темновому сопротивлению ПОИ , если ? 2 МОм, или принимают = 2 МОм, если > 2 МОм (для фотодиодов, фотоэлементов, фотоумножителей).
Для ФД-28КП:
.Темновой ток =0,02 мкА
.Рабочее напряжение 4 В
3.(МОм) 2МОм
.=0,364
(мА)
(мА)
Амплитуда переменной составляющей сигнала (напряжения или тока) определяется только излучением ИИ, а величина постоянной составляющей общего тока зависит от множества внешних факторов: изменения уровня фона, изменений темнового тока, которые могут быть обусловены изменением температуры ПОИ и т.д. Исходя из изложенного, для передачи информации в ОЭП используются, как правило, только модулированные потоки излучения, либо осуществляется мо