Сравнение оптических датчиков: понимание D-Star
В этом техническом обзоре обсуждается параметр, который передает чувствительность оптического детектора.
Связанная информация
Измерение и расчет значений Lux
Фотодиоды и фототранзисторы полезны во многих приложениях. Преобразуя видимый, инфракрасный или ультрафиолетовый свет в электрические сигналы, фотодетекторы служат мостом между оптическим царством и электронным царством.
Во многих приложениях производительность фотоприемника не особенно важна. Например, датчик приближения на основе фотодиода может быть спроектирован так, чтобы источник света был либо очень интенсивным, либо полностью затрудненным. В таких случаях нетрудно добиться надежной работы.
Иногда, однако, вы пытаетесь довести систему до предела. Двумя примерами, которые приходят на ум, являются дальняя оптическая система связи и устройство на основе ИК-фотодиода, которое пытается обнаружить тепловые события на больших расстояниях. В таких ситуациях чувствительность детектора будет важным фактором в процессе проектирования.
Что такое D-Star "" src = "// www.allaboutcircuits.com/uploads/articles/TB_Dstar_1.jpg" />
Как вы можете видеть на этом графике для детектора арсенида индия, созданного Teledyne Judson Technologies, на чувствительность сильно влияет длина волны падающего излучения. Температура также является важным фактором на более высоких длинах волн
Формальное определение D-звезды представляет собой квадратный корень активной области (A, в см 2), деленный на эквивалентную мощность шума (NEP):
$$ D ^ * = \ гидроразрыва { SQRT {A}} {НЭП} $$
От NEP до D-Star
NEP - это интенсивность света, эквивалентная уровню шума детектора. Другими словами, сам детектор генерирует определенное количество шума, а NEP сообщает вам количество света, которое создавало бы такое же количество сигнала. Таким образом, если вы освещаете детектор количеством света, соответствующим NEP, SNR будет одним. Другой способ мышления о NEP заключается в следующем: это самая маленькая оптическая мощность, которая может быть обнаружена, потому что сигнал не возникает из-за шума до тех пор, пока количество падающего света не достигнет нэпа. Это означает, что более низкий уровень НЭП соответствует более высокой чувствительности.
Помните, что количество шума, которое вы видите (в общем, не только от фотоприемника), зависит от того, насколько быстро вы смотрите. Другими словами, на количество шума влияет полоса пропускания системы. NEP определяется относительно конкретной полосы шума.
Важно понимать нэп, потому что D-звезда на самом деле просто расширение NEP; он использует обратный НЭП данного детектора и нормализует его до активной области 1 см 2. Если размер детектора не является существенной проблемой в вашем приложении, вы можете сравнить детекторы с использованием NEP: более низкий уровень NEP означает большую чувствительность. Если вы хотите получить метрику, учитывающую область детекторов, вам нужна D-звезда, и обратите внимание, что, поскольку D-звезда использует инверсию NEP, более высокая D-звезда означает лучшую чувствительность.