光電測試技術(shù)ppt課件(參考版)
2025-01-17 07:56本頁面
【正文】 ? 除以上評價(jià)攝像管性能的參數(shù)外，還有暗電流、畸變、暈光、壽命、機(jī)械強(qiáng)度等參數(shù)。其下限決定于低照度下的信噪比，而上限決定于靶面貯存電荷的能力。 γ ＞ l是不適用的。但此時(shí)提高了弱照度時(shí)的靈敏度，而使強(qiáng)照度時(shí)的光電特性呈一定的飽和狀態(tài)。 ? γ值又稱為灰度系數(shù)。 ? 通常在光電導(dǎo)視像管中，放大器噪聲是主要的；在高增益的電子轟擊感應(yīng)電導(dǎo)型及帶移像部分的攝像管中，光子、光電子及預(yù)放器噪聲共同起作用。 而攝像管靈敏度可定義為：當(dāng)輸出視頻信號一定時(shí) (剛好滿足信噪比要求 )，光敏面上所需的最小輻射照度的倒數(shù)。不同的探測目的，要求攝像管信噪比是不一樣的。 攝像管的噪聲來源很多，主要有： ①光子、光電子、載流子、二次發(fā)射電子、掃描電子的散粒噪聲； ②載流子的產(chǎn)生一復(fù)合噪聲； ③熱噪聲； ④ 1 / f 噪聲； ⑤預(yù)放器噪聲。也可以換算成以 線對／毫米表示的分辨力，即 式中， h， l 分別為光柵高度和對角線的長度。根據(jù)我國電視標(biāo)準(zhǔn)，可以算出訊道帶寬為 Δf ＝ 0． 0128M (MHz) 式中， M為垂直分辨力。這就要求訊道有足夠的帶寬。當(dāng)電子束掃描靶面時(shí)，像元上的信號接連不斷地輸送出去。為了減小孔闌效應(yīng)，應(yīng)縮小束點(diǎn)的水平尺寸。模糊的范圍與 d相等。如圖所示。因此二者的分辨力也不相等。習(xí)慣上也用電視線 (TVL)來表示。如果設(shè)計(jì)均勻密度分布的束點(diǎn)，閱讀效果及分辨力會大大改善。通常束截面上的電流密度服從高斯分布。這是由于在掃描時(shí)，同時(shí)取走了相鄰線條的信號，使它們相互混淆所致。如果不等，垂直分辨力隨著束點(diǎn)尺寸的變化而變化。 ? ③ 掃描電子束落點(diǎn)尺寸及其電流密度分布。如圖 8— 10(c)所示。如圖 8— 10(b)所示。此時(shí)垂直分辨力等于有效掃描行數(shù) (不考慮其它因素 )。如果掃描中心線的位置不當(dāng)，會使應(yīng)有的分辨力下降?？紤]實(shí)際掃描過程中的消隱行數(shù)，最高垂直分辨力總要低于掃描行數(shù)。 ? ① 掃描行數(shù)的影響。 靶面像元的大小是由電子束落點(diǎn)尺寸，掃描行數(shù)和掃描位置所決定的。 1．垂直分辨力 (或稱分解力 ) 在整個(gè)畫面上，沿垂直方向所能分辨的像元數(shù)或黑白相間的水平等寬矩形條紋數(shù)，稱為垂直分辨力。這一極限分辨的線條數(shù)簡稱為電視線 (TVL)。由于電視系統(tǒng)采用掃描方式，故分辨力在垂直和水平方向上是不同的。 ? 攝像管產(chǎn)生惰性的主要原因有兩個(gè)：一是圖像寫入時(shí)的光電導(dǎo)惰性；二是圖像讀出時(shí)掃描電子束的等效電阻與靶的等效電容所構(gòu)成的充放電惰性。 ? 當(dāng)輸入照度減小時(shí)，輸出信號的滯后稱為衰減惰性。 NΦ，對應(yīng)的輸出信號電流為 Is， 2) 攝像管的惰性 ? 在攝取動態(tài)圖像時(shí)，攝像管的輸出信號滯后于輸入照度的變化，這一現(xiàn)象稱為惰性。 ? 光電導(dǎo)攝像管的靈敏度公式為 式中的 N是靶面的像元總數(shù)。 ? 它定義為輸出信號電流與輸入光通量 (或照度 )的比值。 ? 其中靈敏度和惰性主要決定于靶面，分辨力主要決定于掃描電子槍。為了分析和研究各種因素對像質(zhì)的影響，必須規(guī)定出具體的特性參數(shù)。 三 攝像管的主要特性參數(shù) ? 衡量攝像管優(yōu)劣的總標(biāo)準(zhǔn)是： ? 在測試臺的監(jiān)視器上能否分辨一定的標(biāo)準(zhǔn)測試圖案。 3) 按視頻信號讀出方式分類 ①信號板輸出型，利用上靶的電子取出信號，由于信號板和靶是固定在一起的，故又稱為靶輸出型。 2) 按光電變換形式分類 ①外光電變換型，它是利用外光電效應(yīng)變換的光電發(fā)射型攝像管，即帶光陰極的攝像管。 3 攝像管的分類 發(fā)展到目前，由于對攝像管的各種不同用途的需要，其種類極為繁多，它的分類方法也很多。也就是使像元電容器 C兩端的電位差達(dá)到靶壓，因此是充電過程。由于靶壓很低，二次電子發(fā)射系數(shù)小于 l，因此進(jìn)入靶的電子比出來的電子多，到一定程度就完全阻止電子繼續(xù)上靶。視頻信號通過 CL輸出。 ? 視像管信號輸出等效電路。每個(gè)像元可用一個(gè)電阻 R和電容 C來等效。 2 視頻信號的形成 視像管靶的膜層是連成一片的，然而它具有很高的電阻率 (1012Ωcm)，以致在掃描面上各點(diǎn)積累的電荷不至于在一幀周期 (如 l／ 25s)內(nèi)泄漏。 攝像管的電子束偏轉(zhuǎn)角不宜過大，一般要小于 10176。校正線圈是用來校正電子束的入射方向，以便電子束軌跡與聚焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈的對稱軸線一致。 ? 電磁復(fù)合聚焦系統(tǒng)是由準(zhǔn)直電極、場網(wǎng)、長磁聚焦線圈及校正線圈所組成。同時(shí)也攔截了徑向初速較大的電子，以便形成一個(gè)擴(kuò)展小、速度分散小的電子束。 ? 電子束限制膜孔通常設(shè)置在電子束交叉點(diǎn)的后方，膜孔直徑為 30μm左右。因此電子束流可以通過調(diào)節(jié)控制柵極的負(fù)電位來實(shí)現(xiàn)控制。一般間熱式的氧化物陰極所發(fā)射的電流密度為 ~1uA，陰極的電位定為零電位。它由細(xì)電子束的發(fā)射源、電子束的聚焦系統(tǒng)和電子束的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)三部分組成。由于輸入的光學(xué)圖像是連續(xù)輻照在靶面上，所以在電子束掃描一幀圖像的時(shí)間間隔內(nèi)靶的兩個(gè)表面間的放電電荷是連續(xù)積累的，這表明光電攝像管在攝取一幀圖像時(shí)，它的靶面通過光電導(dǎo)效應(yīng)連續(xù)放電而形成了電荷圖像 ? 2．信號閱讀部分 從靶面上取出信號的任務(wù)是由閱讀部分來完成的。這一電導(dǎo)率的增加將導(dǎo)致靶的兩表面間產(chǎn)生相應(yīng)的放電電流，因此靶的絕緣面電位隨之上升。光生載流子的密度分布與輸入圖像的照度分布一致。 ? 光電導(dǎo)攝像管工作時(shí)，靶面接受光學(xué)圖像的輻照。由于電子槍發(fā)射電子的陰極電位為零伏，所以靶的絕緣表面電位經(jīng)電子束掃描后將穩(wěn)定在電子槍陰極的電位上。但由于靶的電阻率較高，因此靶的另一表面與工作電壓絕緣。 ? 光電導(dǎo)靶是半導(dǎo)體，未接受光照時(shí)具有較高的電阻率，通常約為 1012Ωcm。 在這種積累形成中，光電導(dǎo)層既是光電變換元件又是電荷積累元件。閱讀時(shí)，用慢電子束掃描，使靶面電位恢復(fù)到電子槍陰極電位，同時(shí)有信號輸出。 ? 工作時(shí)，光電子以高速轟擊靶面，使靶電導(dǎo)率增加，由于電導(dǎo)率增加，使得信號板上的正電荷向靶的自由面轉(zhuǎn)
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