измерения характеристик преобразователей с обратной оптической связью.
Я ф — фотосопротивление; R 2 — сопротивление нагрузки; И Ф \ и Н Ф 2 — нейтраль ные светофильтры.
формулой, аналогичной (9.21), с той только разницей, что Акр пел имеет другое значение. Для его нахождения нужно подставить в (9.26) корень уравнения, получен ного путем приравнивания друг другу производных по у от левой и правой частей (9.26), и решить уравнение относительно ааел.
Подобные расчеты можно провести и с учетом емко сти фотопроводника и утечек в слое электролюминофо ра. Все они дают сходные результаты. Таким образом, зная характеристики слоев электролюминофора и фото проводника, можно вычислить характеристики состав ленного из них преобразователя (или оптрона). Если они окажутся неудовлетворительными, можно легко вы яснить, изменением какого именно параметра того или иного слоя проще добиться нужной характеристики пре образователя.
Иногда, например для лучшего согласования импедансов слоев, оказывается полезным снизить импеданс слоя электролюминофора введением в него утечек, из готовляя его на диэлектрике с относительно большой проводимостью. Расчет показал, что в этом случае мож но повысить контраст изображения, но ценой снижения яркости преобразователя,
Экспериментальная проверка расчетов
Проверка была проведена на системе, состоящей из раздельно расположенных ЭЛК и фотопроводника, с тем, чтобы их характе ристики можно было измерить раздельно. Принципиальная схема
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
установки |
приведена на рис. |
9.5. ЭЛК |
с |
одинаковыми спектрами |
|
|
|
излучения |
служат: Сэл i — для |
|
|
|
внешней подсветки фотопровод |
|
|
|
ника; |
|
Сэл 2 — для |
создания |
|
|
|
света |
обратной |
связи; Сэп з — |
|
|
|
для измерения выходной ярко |
|
|
|
сти |
преобразователя. |
Сигнал |
|
|
|
внешней |
подсветки |
включается |
|
|
|
с помощью реле времени. Вели |
|
|
|
чина |
темнового |
сопротивления |
|
|
|
фотопроводника |
при определе |
|
|
|
нии |
РКр |
контролировалась по |
|
|
|
падению напряжения на Яг. |
|
|
|
Внешняя освещенность и коэф |
|
|
|
фициент обратной связи изме |
|
|
|
нялись с помощью нейтральных |
|
|
|
светофильтров. В качестве фо |
Рис. 9.6. Зависимость выходной |
топриемника |
использовались |
синтерированные |
фотосопро |
яркости |
преобразователя |
без |
тивления |
типа |
ФСК-1. Для |
обратной |
связи от входной осве |
определения параметров |
преоб |
щенности фотопроводника. |
|
разователя |
необходимо |
полу |
|
|
|
чить следующие сведения о ре |
|
|
|
альных |
слоях. |
|
|
|
1. Вольт-яркостную характеристику ЭЛК для определения по |
стоянных b и В0- |
|
|
фотопроводника |
1//?ф0н- |
2. Величину темновой проводимости |
3.Величину освещенности фотопроводника Р.
4.Чувствительность фотопроводника г к внешней освещенности
Р, которую можно найти по формуле 1(Ясъ= ЧЯфон+ гР, зная 1/Дфон и Р и экспериментально определив величину 1/РСв как функ цию от Р.
5. Коэффициент обратной связи k, |
который можно определить |
из зависимости 1/Рсв = 1 /Яфов+кВ (при |
выключенной внешней под |
светке) . |
|
6.Величину емкостной проводимости ЭЛК toСэл.
7.Величины постоянной времени фотопроводника т.
Все измерения проводились на частоте питающего напряжения 400 Гц. При достижимой в настоящее время яркости свечения стан дартных электролюминофоров фототок линейно зависит от В0 и Р. На рис. 9.6 приведены расчетные кривые f {y) для преобразователя без обратной связи и экспериментальные точки, полученные при сня тии характеристик выходная яркость — входная освещенность макета одноэлементного преобразователя. На рис. 9.7 приведена эксперимен тальная зависимость выходной яркости преобразователя с обрат ной связью от входной освещенности для различных величин пи
тающего |
напряжения. Сплошными |
линиями |
показан |
прямой ход |
функции |
B = f(P) |
(освещенность |
увеличивается), пунктирными — |
обратный. Из рисунка видно, что, |
начиная с |
t/ —600 |
В, преобразо |
ватель запоминает |
входной сигнал. На рис. |
9.8 приведена зависи |
мость lg -Дср от l/VU. Как видно, экспериментальные точки лежат близко от расчетной прямой.
Как указывалось выше, устройство, в котором конструктивно предусмотрено получение обратной оптической связи между фото проводником и электролюмино
|
|
|
|
|
|
|
|
фором, |
становится запоминаю |
|
щим (бистабильным) только |
|
тогда, |
когда |
интенсивность |
|
внешнего |
светового |
сигнала |
|
равна |
или превышает |
значение |
|
Р«р, |
определяемое |
(9.13). |
|
Однако наличие обратной опти |
|
ческой |
связи |
оказывается |
по |
|
лезным и для усиления сигна |
|
лов, меньших РкР. На рис. 9.9 |
|
приведена |
экспериментальная |
|
зависимость |
выходной |
яркости |
|
свечения в усилителе без об |
|
ратной связи и при наличии ее |
|
от входной |
освещенности |
при |
|
различных рабочих напряжени |
Рис. 9.8. Зависимость минимально |
ях |
(фотопроводник — порошко |
вый |
CdS). |
Из |
рисунка видно, |
го коэффициента обратной связи |
что при небольших напряжени |
(параметр ЛСр), необходимого для |
ях |
обратная связь, не |
создав |
запоминания сигнала, от величины |
шая |
бистабильного |
режима, |
питающего напряжения 1jV U |
приводит к увеличению чув |
(U в вольтах). |
ствительности |
устройства |
по |
|
отношению к слабым сигналам. При этом сохраняется возможность получения градационных изображений, как и в обычном усилцтеле без обратной связи.
Было измерено время, необходимое для запоминания сигнала преобразователем при различных величинах питающего напряжения,
Рис. 9.9. Зависимость выходной |
Рис. 9.10. Характеристика инер |
яркости преобразователя от вход |
ционности разгорания преобра |
ной освещенности. |
|
зователя до точки самовозбуж |
--------с обратной связью; — -------- |
без |
дения при Р > Р Кр. |
обратной связи. |
|
|
входной освещенности и коэффициентах обратной связи. Для этого для каждого коэффициента обратной связи определялась величина яркости, начиная с которой преобразователь переходит в состояние запоминания, а затем время, необходимое для достижения этой яркости. Если изобразить эту зависимость в координатах
Ig^pclg |
/ |
Р + |
1/^фон |
|
( |
+ |
1/Рфон |
то получим, как и при теоретическом анализе, одну прямую линию (рис. 9.10), где зависимость времени нарастания яркости от коэф фициента обратной связи и напряжения выражена через величину
Ркр. Величина Ркр определялась по формулам |
(9.5)— (9.7). |
|
На рис. 9.11 изображена зависимость времени затухания фото |
проводимости до точки уг |
(см. рис. 9.2) от |
величины U/Ucр—1, |
где |
U — питающее |
напряжение; |
t/cp |
включает |
в себя |
зависимость |
вре |
мени затухания |
от коэффициента |
обратной |
связи |
[см. (9.7), (9.10) |
и (9.14)]. Как видно из рис, 9.10 и 9.11, совпадение расчетных за висимостей (сплошные линии) с экспериментальными (точки) хоро шее. (При расчете использовалась найденная из опыта величина т фотопроводника типа ФСК-1 при освещении его светом ЭЛК, рав ная 7±1 с.)