(7г — напряжение на выходе преобразователя ток — напряжение, В;
Лп — коэффициент преобразования (сопротивление обратной связи) преобразователя, Ом.
1.3.4.2. Погрешность измерения дифференциального электрического сопротивления ФЭПП не должна выходить за пределы интервала ±10% с заданной вероятностью Р = 0,95.
Метод измерения статической токовой чувствительности ФЭПП на н е м о д у л и р о в а н н о м излучении
Требования к средствам измерений
Требования к измерительным приборам и вспомогательным устройствам — по пп. 1.1.1.1 — 1.1.1.3.
Подготовка к измерениям
Подготовка к измерениям — по п. 1.1.2.
Проведение измерений
Проведение измерений — по пп. 1.1.3.1, 1.3.3.2, 1.1.3.5 и 1.1.4.1.
Обработка, оформление и оценка результатов
Статическую токовую чувствительность (S/CT ) в амперах следует вычислять по формуле
■ч,- '% . Р)
где Ф — поток излучения, Вт.
Метод расчета потока излучения (Ф) приведен в приложении 4.
Погрешность измерения статической токовой чувствительности ФЭПП не должна выходить за пределы интервала ±10% с заданной вероятностью /’ = 0,95.
Метод измерения рабочего напряжения лавинных фотодиодов
Требования к средствам измерений
Требования к измерительным приборам и вспомогательным устройствам — по пп. 1.1.1.1 —1.1.1.3.
Источник питания должен обеспечивать установление и поддержание напряжения испытуемого лавинного фотодиода с погрешностью, которая не должна выходить за пределы интервала ±0,1 %.
Требования к параметрам операционного усилителя должны соответствовать ТУ на лавинный фотодиод конкретного типа.
Измеритель рабочего напряжения должен обеспечивать измерение напряжения постоянного тока с погрешностью, которая не должна выходить за пределы интервала ±0,05 %.
Требования к измерителю шума —• по п. 1.1.1.6. Полоса -пропускания таких приборов при измерении напряжения (тока) шума должна не менее чем в десять раз превышать эквивалентную шумовую полосу измерительной цепи, а время наблюдения (Тнабл ) в секундах должно удовлетворять условию
где А/Э1(В — эквивалентная шумовая полоса измерительной цепи, Гц.
Камера тепла и холода должна обеспечивать установление и поддержание температуры с погрешностью, которая не должна выходить за пределы интервала ±2 °С.
Подготовка к измерениям
Измерение следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 3.
Измерительную установку следует готовить к работе в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на установку.
/—источник питания лавинного фотодиода; 2—испытуемый лавинный фотодиод; 3 —операционный усилитель; 4—измеритель рабочего напряжения; 5—измеритель напряжения шума;
6—камера тепла и холода
Черт. 3
Проведение измерений
Климатические условия проведения измерений должны соответствовать требованиям ТУ на лавинный фотодиод конкретного типа.
Подготовительные операции — по п. 1.1.3.2.
Не подавая на лавинный фотодиод напряжения питания, измеряют напряжение собственного шума установки.
Ожидаемое значение напряжения шума (Пш.ож) в вольтах лавинного фотодиода следует вычислять по формуле
£Л11.ож=К(/ш.срГД /экв-/?о.е)24т/ш.усг , (9)
где /ш.ср — среднее квадратическое значение спектральной плотности тока шума, А-Гц_|/г;
/?0.с — сопротивление обратной связи операционного усилителя, Ом;
U ш.уст — напряжение собственного шума установки, В.
Лавинный фотодиод выдерживают при заданной температуре в течение времени, указанного в ТУ на лавинный фотодиод конкретного типа.
Плавно увеличивая напряжение питания, добиваются равенства измеренного значения напряжения шума лавинного фотодиода и ожидаемого значения напряжения шума, рассчитанного подформуле (9).
Установленное таким образом напряжение питания лавинного фотодиода является его рабочим напряжением (Ц>).
Обработка, оформление и оценка результатов
Погрешность измерения рабочего напряжения лавинного фотодиода не должна выходить за пределы интервала ±10 % с заданной вероятностью Р = 0,95.
Метод измерения коэффициента умножения темнового тока и фототока лавинного фотодиода
Требования к средствам измерений
Требования к измерительным приборам и вспомогательным устройствам — по пп. 1.1.1.1—1.1.1.3.
Требования к источнику излучения — по и. 1.1.1.4.
Требования к измерителю тока — по п. 1.1.1.6.
Требования к источнику питания — по п. 1.5.1.2.
Требования к измерителю рабочего напряжения — по п. 1.5.1.4.
Требования к камере тепла и холода — по п. 1.5.1.6.
Подготовка к измерениям
Измерение следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 4.
1—источник излучения; 2—испытуемый лавинный фотодиод; 3—измеритель тока; 4—источник питания лавинного фотодиода; 5—измеритель рабочего напряже
ния питания; 6—камера тепла и холода
Черт. 4
Измерительную установку следует готовить к работе в соответствии с эксплуатационной документацией на установку.
Проведение измерений
Климатические условия проведения измерений должны соответствовать требованиям ТУ на лавинный фотодиод конкретного типа.
Подают на лавинный фотодиод напряжение питания, соответствующее нелавинному режиму согласно требованиям ТУ на лавинный фотодиод конкретного типа, и измеряют темновой и общий ток по пп. 1.1.3.2—1.1.3.5.
Подают на лавинный фотодиод рабочее напряжение, соответствующее лавинному режиму, и повторяют операции по пп. 1.1.3.2—1.1.3.5.
При использовании в качестве источника излучения светодиодов или лазерных диодов мощность потока излучения следует определять в соответствии с приложением 5.
Обработка, оформление и оценка результатов
Коэффициент умножения темнового тока (Л4Т) лавинного фотодиода следует определять по формуле
> (10) * Т.Н
где /т л — темновой ток в лавинном режиме, А;
/т.„ — темновой ток в нелавинном режиме, А.
Коэффициент умножения фототока (Мф) лавинного фотодиода следует определять по формуле
, (11)
■* ф.н
где /ф,л — фототок в лавинном режиме, А;
1ф.н — фототок в нелавинном режиме, А.
Фототок (/ф.л , / ф.н) следует определять по формуле (2).
Погрешность измерения коэффициентов умножения темнового тока и фототока не должна выходить за пределы интервала +4 и ±12 % соответственно с заданной вероятностью Р = 0,95.
Метод измерения емкости ФЭПП
Измерение емкости ФЭПП — по ГОСТ 18986.4—73. Режим и условия проведения измерений указывают в ТУ на ФЭП или ФПУ конкретного типа.
Метод измерения напряжения (тока) фотосигнала и напряжения (тока) шума ФЭПП и (ФПУ)
Требования к средствам измерений
Требования к измерительным приборам и вспомогательным устройствам — по пп. 1.1.1.1 —1.1.1.3.
Требования к источнику излучения — по п. 1.1.1.4.
Способ модуляции, частота, форма и глубина модуляции потока излучения должны выбираться в соответствии с требованиями ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретных типов. При отсутствии этих требований, а также при измерении параметров ФЭПП (ФПУ), используемых в качестве справочных, должны применяться электромеханические модуляторы с вращающимися дисками и 100 %-ной глубиной модуляции. При этом частота модуляции должна быть /мод = (800+12) Гц. Конструкция модулятора должна быть такой, чтобы закон изменения потока излучения приближался к синусоидальному. Нестабильность частоты модуляции не должна выходить за пределы интервала +1,5 %.
Тип усилительного устройства должен выбираться в зависимости от требований к частоте и форме модуляции потока излучения, уровня регистрируемого сигнала, вида измеряемого параметра и других требований, приведенных в ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретных типов. В зависимости от этих требований в состав усилительного устройства могут входить селективные и широкополосные усилители, а также регистрирующие приборы.
Если в состав усилительного устройства входит селективный усилитель, то он должен быть настроен на частоту модуляции потока излучения. Эквивалентная шумовая полоса пропускания должна соответствовать требованиям ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретных типов. Если такие требования отсутствуют, то эквивалентная шумовая полоса пропускания (Д/Экв ) должна удовлетворять условию
0,1/Рез<А/экв-<0,2/рез, (12>
где /рез — резонансная частота (частота настройки) селективного усилителя.
Эквивалентную шумовую полосу пропускания следует вычислять по формуле
“ K4f)df
А/экв=1 -р , (13)
О чмакс
где /<(/) •— функция, определяющая зависимость коэффициента усиления по напряжению от частоты;
Амакс — коэффициент усиления на резонансной частоте.
Допускается определение эквивалентной шумовой полосы пропускания по методике, изложенной в приложении 6.
Амплитудно-частотная характеристика фильтров селективного усилителя должна удовлетворять следующим требованиям:
ослабление, вносимое фильтрами на частотах 0,1 /рез и 10 /рез, должно быть не менее 40 дБ (по напряжению), а на частотах 0,05 /рез и 20 /рез — не менее 46 дБ и не должна иметь дополнительных максимумов.
Если в состав усилительного устройства входит широкополосный усилитель, то нижняя и верхняя границы полосы пропускания (fH) її (fB) такого усилителя должна удовлетворять условию
А,<0,2/Мод.миН; (14)
/в >5/МОд. макс, (13)
где /мод.мии — минимальная частота модуляции потока излуче
ния;
/мод.макс — максимальная частота модуляции потока излучения.
Нижнюю и верхнюю границы полосы пропускания следует определять на уровне 0,7 от максимального значения коэффициента передачи по напряжению. Значения максимальной и минимальной частот модуляции потока излучения должны устанавливаться в ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретных типов. Если такие требования отсутствуют, то значения нижней и верхней границ полосы пропускания должны быть:
/н<20 Гц; /в>20000 Гц. (16)
Неравномерность частотной характеристики коэффициента передачи по напряжению широкополосного усилителя в области рабочих частот модуляции потока излучения /мод (от /мин до /макс) должна находиться в пределах интервала ±0,5 дБ.
Коэффициент передачи усилительного устройства должен быть стабильным и не изменяться в течение 8 ч непрерывной работы более чем на 2,5 %, если иное не оговорено в ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретных типов. Рекомендуется применять в составе усилительного устройства калибраторы, позволяющие проводить периодические измерения и, при необходимости, корректировку коэффициента передачи измерительной цепи.
Динамический диапазон усилительного устройства, предназначенного для измерения напряжения (тока) шума ФЭПП (ФПУ), должен обеспечивать прохождение без ограничения синусоидальных сигналов, средние квадратические значения которых не менее чем в пять раз превышают максимальную величину выбранного предела измерения.
Максимальное допустимое значение напряжения (тока) шума, приведенного ко входу усилительного устройства, в котором испытуемый ФЭПП (ФПУ) имеет резистивную нагрузку, должно удовлетворять условию, если иное не оговорено в ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретных типов:
t/ш.вх < 1,5/ 4К/?НД/Э;; ; (17)
/ш.вх<1,5 1/~4КГ^э™, , (18)
' Кн
где Т — температура окружающей среды, К;
К — постоянная Больцмана, равная 1,380510“23, Дж/К;
7?н — сопротивление нагрузки ФЭПП (ФПУ), Ом.
Требования к регистрирующему прибору — по п. 1.5.1.5.
Входное сопротивление усилительного устройства при измерении параметров ФЭПП должно удовлетворять условию |ZBX I >5R„, где R„ — сопротивление нагрузки ФЭПП, Ом, а при измерении ФПУ — |ZBX|>10/?в.1х . где 7?в,1х —выходное сопротивление ФПУ, Ом.
Требования к источнику питания — по п. 1.1.1.5.
В измерительной установке приборы для измерения режима питания ФЭПП (ФПУ) могут отсутствовать, если обеспечена требуемая погрешность установления и поддержания режима.
Подготовка к измерениям
Измерение следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 5.
/—источник излучения; 2—модулятор; 3—испытуемый ФЭПП (ФПУ); 4—усилительное устройство; 5—регистрирующий прибор;
6—источник питания ФЭПП (ФПУ)
Черт. 5
Измерительную установку следует готовить в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на установку.
Проведение измерений
Климатические условия проведения измерений — по п. 1.1.3.1.
Подготовительные операции — по п. 1.3.3.2.
К испытуемому ФЭПП подключают сопротивление нагрузки, значение которого указывается в ТУ на ФЭПП конкретного типа.
Устанавливают режим питания на ФЭПП (ФПУ) в соответствии с требованиями ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретных типов и регистрируют значение напряжения (тока) шума по показаниям регистрирующего измерительного прибора. Продолжительность измерения и значения напряжения (тока) шума должны соответствовать требованиям ТУ на ФЭПП (ФПУ) конкретных типов. Если эти требования отсутствуют, то напряжение (ток) шума следует регистрировать по максимальным повторяющимся показаниям прибора за время не менее 10 с.
