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《紅外探測器噪聲的測量》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第19卷第6期紅外技術(shù)Vol.19No.61997年11月InfraredTechnologyNov.1997<測試技術(shù)>紅外探測器噪聲的測量陳坤峰汪永忠應承平(國防光電子計量一級站,青島,266655)=摘要>介紹了紅外探測器噪聲定義、測量方法、測量儀器等,著重分析了HP3589A測量噪聲的原理,并以實驗驗證了測量方法的可行性。=關(guān)鍵詞>紅外探測器噪聲測量參數(shù)測量光電測量減小甚至消除外界干擾引入的噪聲。不過放1前言大器的噪聲總是存在的,對于超高阻抗和極低紅外探測器的噪聲是表征紅外探測器性阻抗的探測器,
2、放大器噪聲甚至限制或超過探能的主要參數(shù),它的測試一直是紅外探測器研測器的噪聲輸出。因此,一般情況下所測得的制和應用中十分關(guān)注的問題,也是紅外探測器探測器的電噪聲中,或多或少含有放大器的噪?yún)?shù)測試中最難解決的問題。聲,為了和實際應用取得一致,有些探測器與前置放大器做在一起成為一個組件。2紅外探測器噪聲定義和測試方法探測器的噪聲是指探測器電輸出中與入2.1紅外探測器噪聲定義射信號統(tǒng)計無關(guān)的那部分,定義為探測器在無紅外探測器與電子線路組合時,只要放大窮大負載時,扣除前置放大器的噪聲后,探測器的放大倍數(shù)足夠大,
3、即使沒有響應信號輸器兩端的噪聲電壓或電流。定義電噪聲的噪出,也可以觀察到一些毫無規(guī)律和無法預測的聲電壓、電流的均方根值為:電輸出,這就是探測器的噪聲。VN={3[Vn(t)-3Vn(t)4AV]24AV}1/2(1)噪聲實質(zhì)上是物理量繞其平均值的漲落,或I21/2N={3[In(t)-3In(t)4AV]4AV}(2)這是相當普遍的現(xiàn)象,任何宏觀測量的物理量式中:VN、IN)))噪聲電壓(V)和噪聲電流都是微觀過程統(tǒng)計的平均值,其瞬時值則圍繞(A)的均方根值;這一平均值不斷上下漲落。不同探測器的噪Vn(
4、t)、In(t))))噪聲電壓(V)和噪聲聲大小、噪聲譜分布都是不同的,同一類型探電流(A)的瞬時值;測器,如果工藝控制不嚴,兩探測器的噪聲也34AV)))尖括號內(nèi)的值取平均值。不相同,即具有分散性和不穩(wěn)定性。從探測器探測器噪聲的大小與測量放大器的帶寬噪聲的產(chǎn)生機理上講,紅外探測器的噪聲主要有關(guān),為了便于比較,在規(guī)定帶寬后,定義噪聲包括:熱噪聲、產(chǎn)生-復合噪聲、1/f噪聲、散平方根功率譜(噪聲電壓譜密度NV和噪聲電粒噪聲、溫度噪聲。外界電磁干擾,機械振動流譜密度Ni)為:和聲浪也可能引起附加的噪聲,應當
5、采取措施VNINNV=或Ni=(3)$f$f收稿日期:1997-01-17式中$f為測量儀器的噪聲帶寬,單位為Hz,22紅外技術(shù)Vol.19No.6一般定義測量儀器的噪聲帶寬為:222Vn0Vb]2End=2-2+4JTRd$f(7)Q0[g(f)]dfKtKt$f=2(1)gm即:式中g(shù)(f)為電子測量儀器的增益,它是頻率221/2Vn0VbEnd=2-2+4JTRd$f(8)f的函數(shù);gm為頻率f范圍內(nèi)增益的最大值。KtKt2.2紅外探測器的噪聲測試方法上述3種方法中,方法1中放大器必須滿足兩紅外探
6、測器噪聲的測量是紅外探測器參個假設條件:1)前放的輸入阻抗無窮大,2)前數(shù)測試的關(guān)鍵技術(shù)。紅外探測器噪聲輸出是放的噪聲與源電阻無關(guān)。只有滿足這兩個條一隨機量,它的幅度都比較小,不遵從確定的件,測量結(jié)果才能真實地反映探測器噪聲。方函數(shù)關(guān)系。測量結(jié)果一般都是以單位帶寬的法2要求替代電阻必須工作在相當?shù)偷臏囟仍肼曤妷罕硎?。測量時不加黑體輻射源,探測(一般是液氮溫度)下,其熱噪聲可以忽略不器的噪聲由前置放大器放大,帶通濾波器讓確計,實現(xiàn)起來不太方便。只有方法3克服了上定帶寬的噪聲通過,最后由均方根值電壓表讀述缺
7、點,替代電阻工作在常溫下,也不必要求出被測的噪聲,再扣除放大器的噪聲電壓折算放大器滿足兩假設條件,測量結(jié)果真實地反映到探測器的輸出端。由于具體的處理方法不了探測器的噪聲,一定條件下改善了噪聲測量同,常見有3種:的不確定度。方法1:首先測出探測器和放大器總的噪隨著電子測量儀器的發(fā)展,高阻抗低噪聲聲輸出Vn0,然后直接把放大器短路,測出放前置放大器和專用檢測噪聲的高性能儀器的大器輸出Vsh,再測量出測量系統(tǒng)的增益Kt,研制成功,用方法1(直接測量法)測量探測器然后折算出探測器的噪聲End。的噪聲輸出,特別是
8、測量那些帶有前放的探測V22器組件時,有很小的測量不確定度,現(xiàn)在一般2n0-VshEnd=2(5)Kt都采用該方法測量阻抗較小的探測器噪聲或方法2:先測出探測器和放大器總的噪聲帶有前放的探測器組件噪聲。輸出Vn0,然后用阻值等于探測器電阻Rd和3測量噪聲設備負載電阻Rl并聯(lián)值的線繞電阻替換探測器和負載電阻?？刂凭€繞電阻的溫度,使其熱噪一般的頻譜分析儀測量噪聲時,由于其幅聲比放大器噪聲小得多,測出此時放大器的輸度檢波器是包絡檢波,它必須假設被
