ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 135
Скачиваний: 2
3)пороговой освещенностью на входе Ри лк;
4)минимальной освещенностью на входе, при кото рой уже достигается предельная выходная яркость Р 2, лк.
Вторая группа параметров преобразователя — это его светотехнические параметры, которые столь же пол но описывают преобразователь. К ним относятся:
1. Коэффициент усиления
3 = | [ л ; ( В — В ф о п ) ] / Р |
( 8 . 1 ) |
и максимальный коэффициент усиления |
|
Итах= [л (Впр~Рфон)]/Рг. |
(8.1а) |
2. Коэффициент передачи контраста, иногда называ емый контрастностью по аналогии с таким же парамет ром фотоматериалов:
|
|
|
Y = A l n 5 / A l a P . |
( 8 . 2 ) |
|
3. |
Максимальный |
контраст |
выходного изображения |
||
|
|
К щ а х — Р п р / Р ф о н - |
( 8 . 3 ) |
||
4. |
Пороговая чувствительность 1/Pi. |
|
|||
Средний коэффициент передачи контраста можно |
|||||
выразить через другие параметры формулой |
|
||||
|
~ |
___— In Вф1П___________ ln K max |
. fQ |
||
|
I — 1 п Я 2 — I n P , |
In ( Я / Я , ) |
к ' |
||
В зависимости от своего назначения преобразователи |
|||||
изображения |
могут |
быть объединены в две |
группы — |
||
усилители яркости и усилители контраста. Для первых основной характеристикой является коэффициент усиле ния, а для вторых — коэффициент передачи контраста. К первой группе кроме собственно усилителей, преобра зующих слабое изображение в видимых лучах в более яркое видимое изображение, относится большинство преобразователей инфракрасного излучения в видимое; ко второй группе — почти все преобразователи рентге новского изображения и любые другие преобразователи, для которых основным параметром является различи мость малоконтрастных деталей. Методы расчета того и другого типа преобразователей несколько различаются, поэтому мы приведем их оба. .
8.2. Р А С Ч Е Т У С И Л И Т Е Л Я Я Р К О С Т И
Целью расчета является установление зависимости параметров усилителя Р и Pz, Вфоп, Впр, у, Кт&х и S от
.таких электрофизических параметров рабочих слоев, как: 1) сопротивление слоя фотопроводника, измеренного при определенном напряжении на свету Р Сп и в темноте
(при фоновой освещенности) Рф0н',
2)емкость слоев электролюминофооя С, фотопровод ника Сф и промежуточного слоя Спр = С/Т, где Т—посто янная, зависящая от 'конструкции преобразователя;
3)кратность токов фотопроводникового слоя, опреде ленная при переменном напряжении. (В гл. 2 указыва
лось, что максимальное значение кратности Z.raax будет при напряжении U опт» соответствующем равенству як-
тивного темпового и емкостного токов. Поэтому величи на Ц 0пт также должна быть учтена при расчете.);
4) показатель нелинейности вольт-амперных харак
теристик |
слоя |
фотопроводника на |
свету ( а Св + 1 ) и |
|
в темноте |
( а * о н + 1 ) и показатель нелинейности |
люкс- |
||
ампеоной характеристики ал (см. гл. 2); |
Uaл, |
|||
5) напряжение на слое электролюминофора |
||||
обеспечивающее заданную яркость свечения. |
|
|||
Расчет |
будет |
проведен на основе |
формулы |
(6.24), |
полученной при анализе последовательно включенных ЭЛК и нелинейного элемента.
Вводя обозначение |
|
|
|
|
£=1/[<о(Сф + С)Яо], |
|
(8.5) |
||
отбросив пока индексы |
«ев» и «фон» |
при а и не . учиты |
||
вая Сгр, запишем формулу |
(6.24) в виде |
|
||
g = 1 /[а(1 —6)“] - |
1 / [а (2от - |
1 + 0)“]. |
(8.6) |
|
Здесь т —С/(С + Сф); |
0=lW U pa6 и Ro изме|рено |
при |
||
Цр?б. |
|
|
|
|
В темноте преобразователь представляет собой поч ти точно емкостный делитель напряжения и доля напря
жения, |
падающая |
на слое электролюминофора |
0фОя, |
близка |
к (1—tn). Тогда после упрощений получаем |
|
|
|
гФ<*= |
2(вф0в^ 1 + т ) / т “*’н+\ |
(8.7) |
При больших освещенностях 0Св близко к единице и первый член в формуле (8.6) преобладает над втюрым.
334
Поэтому
ёсв = I/K bO — OobK I- |
(8.8) |
Если за рабочее напряжение принять Uoaт, при кото ром (когда оно приложено только к фотопроводнику) кратность токов в слое фотопроводника имеет макси мум, соответствующий условию 1 /( й ) С ф ) ^ Д ф о н , то для
преобразователя в темноте получим
ё Ф о н = 1/[со ( С ф + С ) ^офон] = С ф / ( С + С ф ) |
= 1—ш. |
(8.9) |
Для оптимального режима (Нраб=П0Пт) из уравне |
||
ний (8.7) и (8.9) определяем 0фОн: |
|
|
бфон = (1 ~т )(0,5т афо«+> + |
1). |
(8 .10) |
Зная 0фон, можно найти и яркость Вф0П.
Полученные уравнения позволяют ввести в расчет такой важный параметр, как максимальная кратность токов фотопроводника. Для этого необходимо учесть, что при напряжении Uопт В б Л И Ч И Н а -t-max — £св/2£фОНОтсюда
на основании (8.8) и (8.9) имеем
^тах=[2«св(1 |
— есз)“СВ(1—т )] - 1. |
(8.11) |
Если в преобразователе |
есть промежуточные |
слои, |
то для получения заданного 0 необходимо иметь на по следовательно соединенных емкостях С и СПр более вы сокое напряжение, в
|
( С п р + |
С ) / С п р ^ 1 + Т |
|
( 8 . 1 2 ) |
раз большее прежнего, |
а величина т будет равна |
|||
|
■Щар~Сэкв/ (ОдкаЧ- О ф ) , |
|
(8.13) |
|
где Сэкв=Ш (1+Т)]С. |
|
|
|
|
В этом, более реальном, случае формулы |
(8.10) |
и (8.11) |
||
несколько меняются: |
|
|
|
|
вфон = |
[(1 - « п р )/( 1 + Ч ][ К Г + 1/2) + 11> |
(8Л4) |
||
^шах= |
{2асв [1 -(1 + Т)бГСВ( 1 - ^ |
Р)} -1- |
(8-15) |
|
Однако эти формулы получены лишь для определен ного напряжения, равного Попт. Обычно его недостаточ но для получения требуемой выходной яркости в преоб-
335
разователе. Повышение напряжения изменяет вид фор мул. Например, если напряжение равно hU 0Uт, а проме
жуточного слоя нет, то проводимость (I/Яо) фотопровод ника увеличится в Аа раз, и новое значение 0 будет равно
|
0н= б^зд/Праб= UanjhUопт = |
!0/А. |
(8.16) |
■Подставляя эти значения для Яо |
и 0Н в основное |
||
уравнение |
(8.6), имеем |
|
|
g = |
[a(A— б ,/] -1 - > ( 2 т А - А |
+ б * )]'1. |
(8.17) |
Здесь g по-прежнему соответствует напряжению |
Uoaт, |
||
т. е. новая формула записана в обозначениях, «привя занных» к Нопт. Применим уравнение (8.17) для вычис ления В ф онн, 0 св н и максимальной кратности. Для этого
учтем, что при А ^1,5 величина |
0н из-за быстрого роста |
Uэл превосходит 0,5 и даже может стать больше едини |
|
цы. Поэтому в уравнении (8.17) |
можно отбросить вто |
рой член в правой части при любых освещенностях, включая и фоновую. Тогда
^ ф оа- К онС А -бф оян )^]-1, |
(8Л8) |
|
йсв = Кв (А ~ бев / Т |
1. |
(8.19) |
Соответственно максимальная кратность будет равна |
||
Атах = [^Фон (А - 0ф3/ фон]/[2асв (А - |
бсв / с“]. |
(8.20) |
Величины g-фон и g св не зависят от режима работы преобразователя и определяются только используемым фотопроводником. Поэтому изменение А не должно ме нять и правую часть этих уравнений. Отсюда можно за ключить, что при 1,5 соблюдается приближенное условие
А -б ф о н л -А |
1 д > Л 2, |
(8.21) |
А - 0Св я Аг |
J |
|
где Ai и Аг — постоянные. Физический смысл этого усло вия заключается в следующем. Приращение напряже ния на преобразователе почти полностью передается на ■слой электролюминофора, так как даже незначительное повышение напряжения на слое фотопроводника приво дит к резкому росту тока из-за его нелинейности.
336