Phân tích các lỗi hệ thống của bộ tách sóng quang

Phân tích các lỗi hệ thống của bộ tách sóng quang

Giới thiệu về các yếu tố ảnh hưởng đến lỗi hệ thống trongBộ tách sóng quang

Các yếu tố cần xem xét cụ thể đối với sai số hệ thống bao gồm: 1. Lựa chọn thành phần:điốt quangCác linh kiện điện tử tiêu chuẩn: bộ khuếch đại thuật toán, điện trở, tụ điện, bộ chuyển đổi ADC, IC nguồn và nguồn điện áp tham chiếu. 2. Môi trường làm việc: Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm, v.v. 3. Độ tin cậy của hệ thống: Độ ổn định của hệ thống, hiệu năng EMC.

Phân tích lỗi hệ thống của bộ cảm biến quang

1. Điốt quang: Trong mộtphát hiện quang điệnhệ thống, ảnh hưởng của điốt quang đến các lỗi củahệ thống quang điệnĐiều này chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:

(1) Độ nhạy (S)/ Độ phân giải: Tỷ lệ giữa mức tăng tín hiệu đầu ra (điện áp/dòng điện) △y và mức tăng tín hiệu đầu vào △x gây ra mức tăng tín hiệu đầu ra △y. Tức là, s=△y/△x. Độ nhạy/độ phân giải là điều kiện chính để lựa chọn cảm biến. Tham số này được thể hiện cụ thể trong mối tương quan trực tiếp của điốt quang dưới dạng dòng điện tối, và trong biểu hiện cụ thể của bộ tách sóng quang dưới dạng công suất tương đương nhiễu (NEP). Do đó, phân tích cơ bản nhất về sai số hệ thống yêu cầu độ nhạy (S)/ độ phân giải phải cao hơn yêu cầu sai số thực tế để đáp ứng yêu cầu sai số của toàn bộ hệ thống quang điện, vì tác động của sai số do các yếu tố được đề cập sau đây cũng cần được xem xét.

(2) Độ tuyến tính (δL): Mức độ tuyến tính của mối quan hệ định lượng giữa đầu ra và đầu vào của bộ tách sóng quang. yfs là đầu ra toàn thang và △Lm là độ lệch tuyến tính tối đa. Điều này được thể hiện cụ thể ở độ tuyến tính và công suất ánh sáng bão hòa tuyến tính của bộ tách sóng quang.

(3) Độ ổn định/Khả năng lặp lại: Bộ tách sóng quang có sự không nhất quán đầu ra đối với cùng một đầu vào ngẫu nhiên, đó là lỗi ngẫu nhiên. Độ lệch tối đa của các xung thuận và nghịch được xem xét.

(4) Hiện tượng trễ: Hiện tượng đường cong đặc tính đầu vào-đầu ra của bộ tách sóng quang không trùng nhau trong quá trình di chuyển tiến và lùi của nó.

(5) Độ trôi nhiệt độ: Ảnh hưởng của mỗi lần thay đổi 1℃ nhiệt độ đến sự thay đổi đầu ra của bộ tách sóng quang. Độ lệch trôi nhiệt độ △Tm do độ trôi nhiệt độ gây ra được tính toán thông qua phép tính độ trôi nhiệt độ của phạm vi nhiệt độ môi trường làm việc △T.

(6) Trôi dạt theo thời gian: Hiện tượng đầu ra của bộ tách sóng quang thay đổi theo thời gian khi biến đầu vào không thay đổi (nguyên nhân chủ yếu là do thay đổi cấu trúc thành phần của chính nó). Ảnh hưởng sai lệch tổng thể của bộ tách sóng quang lên hệ thống được tính toán thông qua tổng vectơ.

2. Bộ khuếch đại thuật toán: Các thông số chính ảnh hưởng đến lỗi hệ thống Bộ khuếch đại thuật toán Điện áp bù Vos, độ trôi nhiệt độ Vos, dòng bù đầu vào Ios, độ trôi nhiệt độ Ios, dòng phân cực đầu vào Ib, trở kháng đầu vào, điện dung đầu vào, nhiễu (nhiễu điện áp đầu vào, nhiễu dòng điện đầu vào) Độ lợi thiết kế nhiễu nhiệt, tỷ lệ loại bỏ nhiễu nguồn (PSRR), tỷ lệ loại bỏ nhiễu chế độ chung (CMR), độ lợi vòng hở (AoL), tích số độ lợi-băng thông (GBW), tốc độ biến đổi (SR), thời gian thiết lập, tổng méo hài.

Mặc dù các thông số của bộ khuếch đại thuật toán cũng quan trọng như việc lựa chọn điốt quang, nhưng do hạn chế về không gian, các định nghĩa và mô tả cụ thể về các thông số này sẽ không được trình bày chi tiết ở đây. Trong thiết kế thực tế của các bộ tách sóng quang, ảnh hưởng của tất cả các thông số này đến sai số hệ thống cần được đánh giá. Mặc dù không phải tất cả các thông số đều có tác động đáng kể đến yêu cầu dự án của bạn, tùy thuộc vào các kịch bản ứng dụng thực tế và các yêu cầu khác nhau, các thông số nêu trên sẽ có những ảnh hưởng khác nhau đến sai số hệ thống.

Có rất nhiều thông số cho bộ khuếch đại thuật toán. Đối với các loại tín hiệu khác nhau, các thông số chính gây ra sai số hệ thống có thể tập trung vào tín hiệu DC và AC: Tín hiệu DC biến đổi: Điện áp bù đầu vào Vos, độ trôi nhiệt độ Vos, dòng điện bù đầu vào Ios, dòng điện phân cực đầu vào Ib, trở kháng đầu vào, nhiễu (nhiễu điện áp đầu vào, nhiễu dòng điện đầu vào, nhiễu nhiệt độ khuếch đại thiết kế), tỷ lệ loại bỏ nguồn (PSRR), tỷ lệ loại bỏ chế độ chung (CMRR). Tín hiệu AC biến đổi: Ngoài các thông số trên, cần xem xét thêm các thông số sau: điện dung đầu vào, độ lợi vòng hở (AoL), tích số độ lợi-băng thông (GBW), tốc độ biến đổi (SR), thời gian thiết lập và tổng méo hài.