Журнал Радио 11 номер 2002 год. СПРАВОЧНЫЙ ЛИСТОК

Журнал Радио 11 номер 2002 год. СПРАВОЧНЫЙ ЛИСТОК ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФЦ202

Фотопреобразователь ФЦ202 представляет собой микросхему, выполненную на базе кремния и содержащую на одном кристалле фотодиод площадью 2x2 мм2 и узел из последовательно сопряженных с ним элементов с зарядовой связью. Микросхема предназначена для преобразования (интегрирования) тока фотодиода в эквивалентный ему уровень напряжения. Характерная особенность преобразователя, отличающая его от подобных приборов, ≈ более высокие характеристики фотопреобразования.

Конструктивно фотопреобразователь выполнен в круглом металлостеклянном корпусе 301.8-1 с восемью жесткими проволочными выводами (рис. 1). В крышке корпуса со стороны, противоположной выводам, предусмотрено круглое отверстие для доступа света.

Фотопреобразователь ФЦ202 может быть использован как в прецизионных электронно-оптических системах, так и в аппаратуре бытового назначения.

Цоколевка преобразователя: выв. 1 ≈ подложка, плюсовой вывод напряжения питания; выв. 2 ≈ вход напряжения смещения фотодиода; выв. 3 ≈ вход импульса окончания цикла накопления заряда и начала считывания; выв. 4 ≈ вход импульса окончания цикла считывания; выв. 5 ≈ вход исходного напряжения стока; выв. 6 ≈ выход; выв. 7 ≈ минусовой вывод напряжения питания; выв. 8 ≈ свободный.

Основные технические характеристики

Рабочий спектральный интервал, нм.............200...1100
Коэффициент преобразования, В/Вт, не менее,
при длине волны излучения 900 нм ...............2x1011
Динамический диапазон, не менее....................107
Порог чувствительности в единичной частотной полосе,
Вт·Гц-1/2, не хуже............10-14
Линейность преобразования, %, не хуже....................0,1
Температурная нестабильность чувствительности, %, не более,
при длине волны излучения 300 нм.......0,1
Интервал времени интегрирования фототока, мс......1...200
Напряжение питания, В ..........12
Пределы изменения выходного напряжения
при изменении освещенности фотопреобразователя
от минимума до максимума, В, не менее ...................6
Уровень темнового напряжения, В .................3,5...6
Потребляемая мощность, мВт, не более .....10

Абсолютная спектральная чувствительность фотопреобразователя ФЦ202 в рабочем интервале длины волны представлена на рис. 2.

Для обеспечения работы фотопреобразователя ФЦ202 к нему необходимо подвести, кроме напряжения питания, два коротких импульса низкого уровня, один ≈ на вход F, а другой ≈ на RG. Эти импульсы должны иметь, во-первых, одинаковый период, так как его значение определяет необходимое время цикла интегрирования фототока, и, во-вторых, смещение (фазовый сдвиг) во времени. Смещение импульсов, точнее говоря, время между плюсовым перепадом импульса F и минусовым перепадом импульса RG, задает интервал, в течение которого напряжение, эквивалентное интегралу от фототока, будет присутствовать на выходе прибора. Все остальное время на выходе будет уровень, близкий к темновому напряжению.

Импульсы с необходимыми параметрами могут быть сформированы с использованием микросхем КМОП. На рис. 3 представлен один из множества возможных вариантов схемы формирователя импульсов и подключения его к преобразователю ФЦ202, а на рис. 4 ≈ диаграммы сигналов в характерных точках устройства.

Задающий генератор на инверторах КМОП DD1.1, DD1.2 вырабатывает непрерывную последовательность импульсов частотой около 50 Гц, форма которых близка к "меандру". С генератора снимают две парафазные последовательности. Одна с выхода инвертора DD1.2 поступает через дифференцирующую цепь R2C2 на вход инвертора DD1.3, вторая ≈ с выхода инвертора DD1.1 через аналогичную дифференцирующую цепь R3C3 ≈ на вход инвертора DD1.4. При этом дифференцирующие цепи по фронту входных импульсов формируют короткие плюсовые импульсы размахом примерно до 7 В. На выходе инверторов DD1.3, DD1.4 формируются минусовые импульсы длительностью около 15 мкс.

Они поступают на входы F и RG фотопреобразователя и управляют его работой. Их период задает цикл интегрирования фототока tц.и ≈ около 20 мс, а смещение по времени ≈ время действия выходного сигнала (время экспози-рования) tэ≈ около 10 мс. В общем случае интервал временного смещения тактовых импульсов на входах F и RG можно устанавливать произвольно, но в определенных пределах, соответственно которым строят схему формирователя импульсов.

Это дает возможность произвольно устанавливать вид (форму) выходного сигнала ≈ от коротких импульсов до почти постоянного уровня. В случае, когда требуется получить максимально возможную пороговую чувствительность, время (цикл) интегрирования фототока должно быть также максимальным, т. е. период импульсов на входах F и RG должен достигать 200 мс.

Напряжение питания также допустимо изменять в пределах от 5 до 15 В, но при этом соответственно будут изменяться как уровень темнового напряжения, так и пределы изменения напряжения выходного сигнала ≈ примерно от 2 до 7 В. В случае необходимости уровень темнового напряжения можно легко сместить к нулевому уровню, подключив к выходу фотопреобразователя цепь VD1R5. Тип стабилитрона зависит от значения смещения; например, при напряжении питания 12 В подойдет стабилитрон КС168А.

Материал составил О.ЧЕРЕВАНЬ
г. Санкт-Петербург 

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 11 номер 2002 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.