光电探测器的电噪声及其应用

电噪声检测方法正在成为一种无损的电子器件可靠性表征手段,而人们对其在光电探测器方面应用的研究还较少.本文在总结光电探测器电噪声类型及产生机理的基础上,分析了光电探测器与电噪声相关的各项性能参数.电噪声不仅是影响光电探测器性能的重要物理量,而且与光电探测器材料缺陷、界面缺陷及深能级陷阱存在相关性.构造的适当噪声参量可以表征光电探测器中的上述缺陷.与电噪声相关的缺陷往往是导致器件失效的因素,借鉴电噪声用于金属-氧化物-半导体场效应晶体管质量和可靠性表征的方法,本文提出了电噪声在表征光电探测器质量和可靠性方面的应用.     

InGaAs PIN光电探测器的加速老化研究

InGaAs PIN光电探测器在空间遥感、卫星通讯等方面有着广泛的应用。利用358K恒温加速老化实验研究探测器长时间稳定工作时输出电信号噪声的演化规律,并在此基础上,通过对比老化前后探测器的线性区及其噪声温度特性,讨论了探测器在长期工作过程中的失效情况。结果表明,在连续工作大约10.8年后,探测器本底噪声中热噪声增加了约20%,暗电流噪声增大了约0.35%。探测器的线性区范围下降了约10%。得到因长期工作而修正的探测器噪声模型。     

光电探测器的量子噪声特性研究

光电探测器在高新技术领域有着广泛应用,量子噪声是光电探测器的一个主要噪声源,它影响和决定着探测的灵敏度,在误差分析中是一个重要的因素.讨论了噪声与误差的联系与区别.在分析量子噪声来源的基础上,用实验验证了光电探测器一次光电子发射的概率满足泊松分布律,但倍增的光电子发射概率由于倍增噪声而不再遵守泊松分布律.引入噪声比例因子来描述和处理光电探测器的误差.     

具有两级放大的平衡零拍光电探测器

平衡零拍探测技术具有低噪声和高灵敏度的特性,是量子噪声谱测量的主要方法之一。采用基尔霍夫定律,设计并研究了一种具有两级放大的平衡零拍光电探测器。由两个性能匹配的光电管相减产生的光电流经过一级跨阻放大后差分输出,再经过二级差分放大电路进行放大输出。结果表明,探测器饱和功率为5 mW,信号响应带宽约140 MHz。当入射光功率为2 mW、分析频率小于30 MHz时,探测的光学噪声功率高于探测器电子噪声10 dB以上。在20 MHz附近,该探测器的共模抑制比达55 dB。     

PbS红外探测器的低频噪声特性研究

PbS红外探测器的研究开始较早,由于其室温的优越性,至今应用仍很广泛.然而噪声严重影响了其性能,因此其噪声的研究目前很受重视.首先阐述了光导探测器的低频噪声理论;其次给出一简便而实用的PbS红外探测器低频噪声测量系统;最后在PbS红外探测器低频噪声实际测量和分析的基础上,分析了其低频噪声产生机理、偏压特性与温度特性,从而为改善器件质量提供了理论依据.     

探测器和角速度陀螺的噪声及刻度尺误差对捷联探测器积分比例导引系统的影响研究

在任何光电测量设备中都存在噪声和刻度尺误差,尤其对于采用捷联探测器积分比例导引制导方式的制导弹药系统,噪声和刻度尺误差是影响系统性能的两个重要因素.本文主要研究了探测器和角速度陀螺的噪声及刻度尺误差对捷联探测器积分比例导引系统性能的影响,得到了许多有价值的结论,这些结论在工程实用中具有重要的意义.     

光电探测器噪声分析及降低噪声的方法

本文探讨了光电探测器的噪声,分析了光电探测器的噪声电压、噪声电流的影响因素,并提出了解决的方法.根据探测器噪声影响因素,分析了普通检测电路的存在的不足,设计了一种优化检测电路,通过减小电路带宽,减少噪声,从而提高系统的信噪比,增强探测器的探测能力.     

一种引力波探测用高灵敏度四象限光电探测器

针对引力波探测空间天线激光干涉仪对四象限光电探测器提出的低噪声、高灵敏度、高带宽的要求,设计了一种四象限光电探测器芯片与读出电路混合集成的低噪声光电探测器.四象限光电探测器芯片采用四个性能一致的双耗尽区InGaAs PIN光电二极管单片集成结构,以降低二极管电容,减小象限间隔,提高灵敏度.通过PSPICE软件对由探测器芯片、低噪声跨阻放大读出电路构成的探测器模块进行了仿真,优化了电路参数,计算出相应的增益、带宽、噪声功率密度.性能测试表明,研制的集成式探测器模的-3 dB带宽为28.3 MHz,等效噪声功率密度为1.7pW/Hz1/2,象限增益一致性为0.76％,基本满足空间激光干涉仪的需求.     

光电探测器噪声分析及降低噪声的方法

探讨了光电探测器的噪声，分析了光电探测器的噪声电压、噪声电流的影响因素，并提出了解决的方法。根据探测器噪声影响因素，分析了普通检测电路存在的不足，设计了一种优化检测电路，通过减小电路带宽，减少噪声，从而提高系统的信噪比，增强探测器的探测能力。     

基于光电二极管反偏的光电检测电路的噪声分析

噪声性能是限制光电检测电路探测能力的重要因素,针对这个问题,设计了基于光电二极管反偏的光电检测电路并分析其电路噪声,分析噪声时,创新性地从光电检测电路结构出发,将整个电路等效为光电二极管、晶体三极管、运算放大器三个级联模块,详尽分析了每个模块的噪声来源及其相关因素,计算每个模块的输出噪声,最终得出整个电路的输出噪声电压模型。根据输出噪声电压模型,确定了电路的各项参数,预估电路的输出噪声电压,最后,搭建实际电路,测量电路的噪声性能,验证了输出噪声电压模型的准确性,实现低噪声光电检测电路的设计。     

40GPIN/TIA光电探测器接收组件的噪声分析

从理论上分析了40GPIN/TIA的各种噪声源,并通过各个噪声源产生噪声的机理,推导出了各种噪声的计算公式,从而可量化探讨探测器组件的噪声.根据仪器性能,采用测试噪声功率测试方法,对光电探测器接收组件的噪声进行了测试,测试结果与理论能很地好吻合.     

PN code acquisition using signed-rank-based non-parametric detector in a multiplicative noise model

Multiplicative noise is known to be useful in modelling an environment that is difficult to describe with an additive noise model. In this article, signed-rank-based non-parametric detectors are used for pseudonoise (PN) code acquisition in multiplicative noise. First, a locally optimum (LO) detector based on the signs and ranks of observations is derived, and then the locally suboptimum rank (LSR) detector is proposed by using approximate score functions. The finite sample-size performance of the LSR detector is considered. Numerical results show that the LSR detector asymptotically has almost the same performance as the LO detector for multiplicative noise.     

通过噪声等效温差来评价红外系统的性能

噪声等效温差对于红外系统的性能评价,对于检验红外系统性能来提高红外系统设计水平、降低成本、缩短研制和生产周期都有非常重要的作用。噪声等效温差是衡量红外探测器系统性能的重要指标之一。它与总体大气透过率、探测器性能参数等因素有关。本文推导了噪声等效温差的表达式,以特定的红外探测器为例,通过噪声等效温差表征了探测器的性能,并且通过编写程序检验了各个因素对探测器性能的影响。     

A blind detector for Rayleigh flat-fading channels with non-Gaussian interference via the particle learning algorithm

A blind particle learning detector (BPLD) is developed for signal detection in Rayleigh flat-fading channels with non-Gaussian interference. The parameters of the fading channel model and the noise model are all unknown. The impulsive noise is modeled as a mixture of Gaussian distributions, which is capable of representing a broad class of non-Gaussian noise. The particle learning algorithm is employed to simultaneously estimate signal and parameters of the fading channel model and the noise model. The delay weight method is used to improve the performance. Simulation results show that the performance of the BPLD proposed can follow closely the performance of the detector with known parameters of the fading channel model and the noise model.     

Switching degenerate diffusion PDE filter based on impulselike probability for universal impulse noise removal

In this paper, a switching degenerate diffusion partial differential equation filter (SDDPDE) is developed by introducing the switching operators for reducing all kinds of impulse noise, and especially for images having a mixture of salt-and-pepper impulse noise and random-valued impulse noise which is a shortage for most of the existing filtering models. Our SDDPDE consists of the coarse and fine filtering stages. In the coarse filtering stages, the switching operator depends on a simple noise detector. In the fine filtering stages, we introduce the notion of impulselike probability, and the switching operator depends on both a simple noise detector and impulselike probability. Our SDDPDE will denoise noise pixels detected by the coarse detector while further modify the so-called noise-free pixels according to impulselike probability. The main advantages of our SDDPDE over published approaches are its simplicity and universality. In addition, we demonstrate the performance of our SDDPDE via application to three standard test images, corrupted by salt-and-pepper impulse noise, random-valued impulse noise and mixed impulse noise with high-noise levels, and the comparison with the other well-known filters. Experimental results show that our SDDPDE achieves high peak signal-to-noise ratio and better visual effect.     

短波红外InGaAs焦平面噪声特性

为研究铟镓砷焦平面的噪声特性,设计了两种不同吸收层掺杂浓度的InGaAs外延材料,采用标准工艺制备了平面型160×128元光敏芯片,并与相同结构的读出电路倒焊耦合形成160×128元焦平面,采用改变积分时间和改变器件温度的方法,测试焦平面的信号与噪声.通过研究不同材料参数、器件性能与焦平面噪声的关系,定量分析了短波红外InGaAs焦平面的噪声特性.结果表明,焦平面噪声主要来源于焦平面耦合噪声和探测器噪声,降低InGaAs外延材料吸收层的掺杂浓度,可以有效降低探测器电容,从而降低焦平面的耦合噪声;而探测器噪声由探测器暗电流和工作温度影响,该噪声在长积分时间下决定了焦平面的总噪声水平.实现低暗电流、低电容特性的光敏芯片是降低焦平面噪声的有效途径.     

基于能量检测的频谱感知方法的介绍

简要介绍了认知无线电通信系统中基于能量检测的谱感知方法，分析了能量检测法的原理和性能。探讨了噪声不确定性产生的原因，分析了在该条件下对信噪比门限和对检测性能的影响。仿真实验表明，能量检测法是一种有效的频谱感知方法．     

乘性噪声环境下基于符号秩统计量的非参伪码捕获方法

扩频系统常常工作在多径环境中,伴随着加性噪声的同时往往还存在着乘性噪声.该文提出了一种乘性噪声环境下基于符号秩统计量的非参伪码捕获方法,将伪码捕获等价为假设检验问题,利用局部最佳检测算法推导出了乘性噪声环境下基于符号秩的检测统计量,通过简化记分函数进一步给出了局部次佳秩检测器.将局部次佳秩检测器与局部最佳检测器和平方和检测器的性能进行了仿真对比,结果表明该文所提出的捕获方法在乘性噪声环境下检测性能接近于乘性噪声环境下的局部最佳检测器,而较平方和检测器则有较大幅度的提高.     

Reducing the effects of the noise uncertainty in energy detectors for cognitive radio networks

Because of its ease of implementation and minimum requirements about the primary signals' information, energy detection is broadly considered for signal detection in spectrum sensing algorithms. However, the noise uncertainty phenomenon, caused by the random variations in the noise power, degrades the performance of an energy detector, particularly when the signal‐to‐noise ratio (SNR) is low. In this work, we propose to reduce the negative effects of the noise uncertainty in the performance of an energy detector by dynamically adapting its detection threshold to the noise conditions experienced at each sensing epoch. The noise power is estimated from the received signal samples using an algorithm based on a high‐pass filters bank and median filtering. With our proposal, it is possible to maintain a constant and low false alarm rate in the presence of noise uncertainty, without increasing the probability of misdetection, even in the low SNR regime, and without increasing the number of samples considered for spectrum sensing. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

红外探测器探测率的研究与分析

在介绍了红外探测器的组成与工作原理的基础上,分析了红外焦平面探测器的噪声等效功率、探测率对空间红外遥感器成像性能的影响,对红外焦平面探测器探测率的影响因素进行了深入研究。通过理论分析,探测率测量值受测试条件影响,积分时间、辐射源温度、背景辐射和1/f噪声等因素对探测器探测率的测试结果都有一定的影响。