УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МАТРИЧНОГО ПРИЕМНИКА

Полезная модель относится к области измерения параметров и определения характеристик многоэлементных фотоэлектрических полупроводниковых приемников излучения.
Известно устройство для определения фотоэлектрических параметров приемников излучения, содержащее точечный источник излучения, оптическую систему, например коллиматор, приемник излучения, размещенный в корпусе с входным окном, блок измерения и обработки сигналов (см. Измерение параметров приемников оптического излучения. Под ред. Л.Н. Курбатова и Н.В. Васильченко, М., "Радио и связь", 1983, с.71, 77, 266 [1]). Однако для измерения параметров многоэлементных приемников в таком устройстве необходимо применять сложную и дорогую оптическую систему для выравнивания интенсивности по сечению пучка излучения с целью обеспечения равномерной однородной засветки центральных и периферийных фоточувствительных элементов.
Известно устройство для измерения фотоэлектрических параметров многоэлементных приемников излучения, содержащее источник излучения, оптическую систему, измеряемый приемник излучения, расположенный в непрозрачном корпусе с входным окном, снабженном заслонкой, и блок регистрации и обработки сигнала (см. ГОСТ 17772-88. Приемники излучения полупроводниковые фотоэлектрические и фотоприемные устройства. Методы измерения фотоэлектрических параметров и определения характеристик. ГК СССР по стандартам, М., Издательство стандартов, 1988, с.14 [2]). Однако такое устройство дает невысокую точность измерения из-за неоднородной освещенности многоэлементных приемников или требует применения дорогостоящей оптической системы. Кроме того, известное устройство не позволяет измерять характеристики отдельных элементов матричного приемника.
Наиболее близким к заявляемому является известное устройство для измерения фотоэлектрических параметров многоэлементных приемников излучения, которое содержит источник излучения, корпус с окном, снабженным заслонкой, и посадочным местом, на котором установлен измеряемый приемник, и блок регистрации и обработки сигналов (RU 2123173 [3]).
Устройство работает следующим образом. В корпус напротив входного окна на посадочное место помещают приемник излучения и закрывают заслонку. Первоначально проводят измерение темнового сигнала приемника. Для этого в рабочий режим включают сам приемник излучения, блок регистрации и обработки сигнала и проводят многократные измерения выходного сигнала от каждого элемента приемника излучения с последующим стандартным расчетом средней величины темнового сигнала и его шума по каждому элементу приемника излучения, а также среднего значения темнового сигнала и его разброса по площади приемника. Затем открывают заслонку, облучают приемник заранее откалиброванным источником излучения, при этом на приемник попадает излучение только от источника, так как размер окна корпуса таков, что отсекает любое другое паразитное излучение. После этого аналогичным образом проводят многократные измерения выходного сигнала от каждого элемента, запоминание их и расчет с последующим определением чувствительности приемника излучения и других его параметров, например однородности чувствительности по площади и пороговой облученности. При этом автоматически в блоке учитывается неоднородность облученности центральных и периферийных фоточувствительных элементов приемника, обусловленная пространственным распределением облученности от излучающей поверхности источника.
Недостатком известного устройства является отсутствие в нем средства для измерения спектра шума, как важной характеристики для определения работоспособности каждого из чувствительных элементов матричного приемника.
Заявляемое в качестве полезной модели устройство для измерения рабочих характеристик чувствительных элементов матричного приемника направлено на обеспечение возможности измерения спектра шума элементов матричного приемника.
Указанный результат достигается тем, что устройство для измерения рабочих характеристик чувствительных элементов матричного приемника содержит коммутирующее устройство для поочередного или выборочного подключения матричных элементов к средству выделения спектра, несущего информационную нагрузку, к выходу которого подключено средство измерения уровня сигнала выделенной части спектра, выход которого соединен со входом средства определения и отбора элементов, имеющих параметры, не соответствующие заданным.
Указанный результат достигается также тем, что средство измерения уровня сигнала с чувствительного элемента без воздействия на него оптического излучения выполнено в виде импульсного вольтметра.
Указанный результат достигается также тем, что коммутирующее устройство для поочередного или выборочного подключения матричных элементов к средству измерения выполнено в виде мультиплексирующего устройства.
Указанный результат достигается также тем, что мультиплексирующее устройство выполнено в виде встроенного в поверяемый матричный приемник системы электронных ключей.
Указанный результат достигается также тем, что мультиплексирующее устройство выполнено в виде подключаемого к поверяемому матричному приемнику системы электронных ключей.
Указанный результат достигается также тем, что средство выделения из измеренного сигнала спектра, несущего информационную нагрузку, выполнено в виде компьютера, снабженного необходимым программным обеспечением.
Указанный результат достигается также тем, что средство определения элементов, имеющих спектр, не соответствующий заданному, выполнено в виде компьютера, снабженного необходимым программным обеспечением.
Снабжение устройства для измерения рабочих характеристик чувствительных элементов матричного приемника средством для измерения спектра шума, выполненным в виде средства измерения уровня сигнала с чувствительного элемента без воздействия на него оптического излучения позволяет выявлять чувствительные элементы с характеристиками, не соответствующих заданным и вести их отбраковку, поскольку спектр шума позволяет судить о качестве элемента.
Выполнение средства измерения уровня сигнала с чувствительного элемента без воздействия на него оптического излучения в виде импульсного вольтметра позволяет определять величину (амплитуду) импульсов шума на выходе - чувствительного элемента и таким образом оценить уровень шума.
В частных случаях реализации целесообразно коммутирующее устройство для поочередного или выборочного подключения матричных элементов к средству измерения выполнять в виде мультиплексирующего устройства.
При этом мультиплексирующее устройство может быть выполнено в виде встроенного в поверяемый матричный приемник системы электронных ключей или в виде подключаемого к поверяемому матричному приемнику системы электронных ключей. Первый случай реализуется в приемниках с интегрированным мультиплексором; исключение его из схемы по конструктивным соображениям, как правило, невозможно. Второй случай реализуется при контроле многоэлементных приемников, не снабженных встроенным мультиплексором.
Наиболее простым является выполнение средства выделения из измеренного сигнала спектра, несущего информационную нагрузку и средства определения элементов, имеющих спектр, не соответствующий заданному, в виде компьютера, снабженного необходимым программным обеспечением.
Сущность заявляемого устройства для измерения рабочих характеристик чувствительных элементов матричного приемника поясняется графическими материалами и примерами реализации. На фиг.1 представлена блок-схема устройства в наиболее общем виде. На фиг.2 представлена блок-схема устройства с использованием импульсного вольтметра в качестве средства измерения уровня сигнала с чувствительного элемента без воздействия на него оптического излучения.
На фиг.3 представлена блок-схема устройства с использованием коммутирующего устройства для поочередного или выборочного подключения матричных элементов к средству измерения, выполненного в виде мультиплексирующего устройства. На фиг.4 представлена блок-схема устройства в котором мультиплексирующее устройство выполнено в виде встроенного в поверяемый матричный приемник системы электронных ключей.
Пример 1. В самом общем виде устройство для измерения рабочих характеристик чувствительных элементов матричного приемника содержит собственно исследуемый матричный приемник 1, коммутирующее устройство 2 для поочередного или выборочного подключения матричных элементов к средству 3 выделения спектра, несущего информационную нагрузку, к выходу которого подключено средство измерения 4 уровня сигнала выделенной части спектра, выход которого соединен с входом средства 5 определения и отбора элементов, имеющих параметры, не соответствующие заданным.
Коммутирующее устройство может быть выбрано из числа известных, например в виде мультиплексирующего устройства, как это предусмотрено одним из частных случаев реализации (поз.8 на фиг.4) или системы электронных ключей с внешним управлением. Средство выделения спектра, несущего информационную нагрузку и средства определения и отбора элементов, имеющих параметры, не соответствующие заданным, также могут быть выбраны из числа известных. Однако, исходя из достигнутого развития вычислительной техники, наиболее простым решением представляется использование компьютера, снабженного необходимым программным обеспечением.
Также, в частных случаях реализации, в качестве средства измерения уровня сигнала выделенной части спектра может быть использован импульсный вольтметр 6 (фиг.2). Устройство используется следующим образом. Исследуемый матричный приемник 1 подключается к коммутирующему устройству 2 таким образом, что каждый из чувствительных элементов матричного приемника (пикселей) подключен к соответствующему входу коммутирующего устройства. 2. Сигнал с выделенного коммутирующим устройством пикселя поступает на вход средства выделения спектра 3. Уровень сигнала от выделенной части спектра измеряется средством измерения 4 и средством отбора 5 оценивается его соответствие заданным требованиям.
Пример 2. В частном случае реализации (фиг.5) устройство для измерения рабочих характеристик чувствительных элементов матричного приемника содержит собственно исследуемый матричный приемник 9 со встроенным в поверяемый матричный приемник мультиплексирующим устройством в виде системы электронных ключей и средство 3 выделения спектра, несущего информационную нагрузку, к выходу которого подключено средство измерения 4 уровня сигнала выделенной части спектра, выход которого соединен с входом средства 5 определения и отбора элементов, имеющих параметры, не соответствующие заданным.
Устройство используется следующим образом. Сигнал от матричного приемника с коммутирующим устройством 9 поступает на вход средства выделения спектра 3. Уровень сигнала от выделенной части спектра измеряется средством измерения 4, и средством отбора 5 оценивается его соответствие заданным требованиям.