Радіовимірювальний пристрій для визначення оптичної потужності

1.

Вінницький національний технічний університет
Факультет інфокомунікацій, радіоелектроніки та наносистем
Кафедра радіотехніки
РАДІОВИМІРЮВАЛЬНИЙ ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ
ОПТИЧНОЇ ПОТУЖНОСТІ
Розробив студент гр. РТ-18м Швець І. М.
керівник – д.т.н., професор каф. РТ Осадчук В.С.
Вінниця ВНТУ 2019

2.

Мета, об'єкт, предмет і завдання досліджень
• Метою роботи є покращення метрологічних параметрів, таких як
чутливість та точність вимірювання потужності оптичного
випромінювання на основі радіовимірювального пристрою з
від’ємним диференційним опором.
• Об’єктом дослідження є процес перетворення оптичного
випромінювання в частотний сигнал у транзисторних структурах з
від’ємним диференційним опором.
• Предметом дослідження є метрологічні характеристики та
параметри радіовимірювального пристрою для визначення оптичної
потужності та піроелектричного частотного перетворювача завдяки
реактивним властивостям транзисторних структур.

3.

Структурна схема пристрою
Рисунок Б – Структурна схема пристрою декодування сигналу інфрачервоне
випромінювання: 1 – приймач інфрачервоне випромінювання; 2 – формувач
імпульсу; 3 – схему зняття сигналу "СКИДАННЯ"; 4 – цифровий пристрій
послідовного типу; 5 – комбінаційна схема

4.

Рисунок В - Схема оптичного перетворювача фізичних величин: 1 – корпус; 2 –
робочий елемент; 3 – активний елемент; 4 – нагрівник; 5, 6 – вхідне і вихідне вікна;
7 – джерело випромінювання; 8 – фотоприймач; 9 – фокусуюча лінза; 10–
параболічне дзеркало

5.

Рисунок Д – Схема однокристальної системи (а), схема двокристальної системи
(б)

6.

Електрична принципова схема
Рисунок Е – Електрична схема частотного перетворювача на основі біполярної
транзисторної структури

7.

Рисунок Ж – Електрична схема радіовимірювального перетворювача оптичної
потужності на основі біполярної транзисторної структури з активним
індуктивним елементом з врахуванням еквівалентної схеми заміщення
піроелектричного сенсора

8.

Рисунок К – Блок–схема методики проведення вимірювань потужності оптичного
випромінювання

9.

14
12
10
8
Іж, мА
3B
3,5 B
6
4B
4,5 B
5B
4
2
12
11
,6
11
,2
10
,8
10
10
,4
9,
6
9,
2
8,
8
8,
4
8
7,
6
7,
2
6,
8
6,
4
6
5,
6
5,
2
4,
8
4,
4
4
3,
6
3,
2
2,
8
2,
4
2
1,
6
1,
2
0,
8
0,
4
0,
00
1
0
-2
Uж, В
Рисунок Л.1 – Вольт-амперні характеристики частотного перетворювача на основі
структури на основі структури біполярних транзисторів при різних напругах
живлення та керування

10.

8
7
6
5
3B
Іж, мА
4
3,5 B
3
4B
4,5 B
2
5B
1
-1
2
2,
45
2,
6
2,
75
2,
9
3,
05
3,
2
3,
35
3,
5
3,
65
4,
5
5,
1
5,
7
0,
00
4
0,
1
0,
4
0,
8
1,
3
0
-2
Uж, В
Рисунок Л.2 – Вольт-амперні характеристики частотного перетворювача на основі
структури на основі біполярного та двозатворного польового МДН транзисторів

11.

25
Rв, кОм
20
15
10
5
0
4,2 4,4 4,6 4,8 5 5,2 5,4 5,6 5,8 6 6,2 6,4 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 8 8,2
Uж, В
експ. 3 В
експ. 3,5 В
експ. 4 В
експ. 4,5 В
експ. 5 В
Рисунок Л.3 - Експериментальні (при різних напругах керування 3 В; 3,5 В; 4 В; 4,5
В; 5 В) залежності активної складової повного комплексного опору від напруги
живлення для частотного перетворювача з структури біполярних транзисторів

12.

2,5
Rв, кОм
2
3В
1,5
3,5 В
4В
4,5
1
5В
0,5
0
43
2,
5
2,
6
2,
7
2,
8
2,
9
2,
3
1
3,
2
3,
3
3,
4
3,
5
3,
6
3,
7
3,
5
4,
9
4,
3
5,
Uж, В
Рисунок Л.4 -Експериментальні (при різних напругах керування 3 В; 3,5 В; 4 В;
4,5 В; 5 В) залежності активної складової повного комплексного опору від
напруги живлення для частотного перетворювача з структури біполярного та
двозатворного польового МДН транзисторів

13.

Рисунок Л.5 - Залежність похибки квантування від вимірюваної потужності
оптичного випромінювання

14.

Доповідь завершена.
Дякую за увагу!