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第8章光电检测 主要通过光电转换元件将光能转换成电能 本章介绍光电效应及光电器件 光电耦合器件及ccd电荷耦合器件 8 1光电效应及光电器件 8 1 1外光电效应及器件在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称外光电效应 1 光电管及其特性伏安特性光电特性光谱特性 8 1光电效应及光电器件 2 光电倍增管 8 1光电效应及光电器件 8 1 2内光电效应及器件在光线作用下 能使物体的电阻率发生改变的现象称内光电效应 1 光敏电阻的工作原理及结构 8 1光电效应及光电器件 2 光敏电阻的主要参数暗电阻和暗电流 亮电阻和亮电流和光电流3 光敏电阻的基本特性伏安特性 光照特性 光谱特性 8 1光电效应及光电器件 8 1 3阻挡层光电效应及器件在光线作用下 能使物体产生一定方向的电动势现象称为 1 光电池及特性光谱特性光照特性 8 1光电效应及光电器件 2 光敏晶体管及特性 1 光电二极管和光电三极管 2 基本特性光谱特性伏安特性光照特性 8 2光电耦合器件 是由发光源和光敏器件封装在一个外壳内组合而成的转换元件 发光源的管脚为输入端 而连续光敏元器件的管脚为输出端 8 2 1光电耦合器件的结构和原理金属密封型和塑料密封型 8 2光电耦合器件 8 2 2光电耦合器件的组合形式 8 2光电耦合器件 8 2 3光电耦合器件的特性曲线 光电耦合器的输入量是直流电流i 而输出量也是直流电流i 从图中可以看出 该器件的直线性较差 但可采用反馈技术对其非线性失真进行校正 8 2光电耦合器件 8 2 4光电耦合器件的应用 光电耦合器实际上是一个电量转换器 由于它实现了电隔离 提高了抗干扰性能 并且由于它具有单向信号传输功能 因而有脉冲转换和直流电平转换特性 因此 它特别适用于在数字逻辑电路的开关信号传输 计算机 工业控制机中作为二进制的输入 输出信号传输 在逻辑电路中可作为隔离器件还可作为不同逻辑电路间的接口 在电源电路中 可作为反馈单元以提高电压稳定度 在显示系统中 作为输入信号与高压间的隔离元件等 8 3电荷耦合器件 ccd 功能是把光学信号转变成视频信号输出 8 3 1ccd的基本工作原理主要是信号电荷的产生 存储 传输和检测 有两种基本类型 一是电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面 并沿界面传输 这类器件称为表面沟道 二是电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内 并在半导体内沿一定方向传输 这类器件称为体沟道或埋沟道器件 8 3电荷耦合器件 ccd 1 ccd光敏元件工作原理 8 3电荷耦合器件 ccd 2 电荷转移原理转移脉冲电压 8 3电荷耦合器件 ccd 电荷转移过程 8 3电荷耦合器件 ccd 3 ccd的输入输出结构电荷注入 电荷输出4 ccd的特性参数 1 转移效率和转移损失率 2 工作频率 8 3电荷耦合器件 ccd 8 3 2ccd器件1 ccd线阵摄像器件工作原理 8 3电荷耦合器件 ccd 2 面阵iccd 8 3电荷耦合器件 ccd 3 iccd的基本特性参数转换特性动态范围分辨率 8 4图像传感器及其应用 8 4 1图像的获取技术1 图像传感器2 图像传感器的基本结构 1 光机扫描图像传感器 2 电子束扫描 3 固体自扫描 8 4图像传感器及其应用 3 图像的获取技术把光照射量变为数字图像的几种主要装置 8 4图像传感器及其应用 8 4图像传感器及其应用 用单个传感器获取图像 8 4图像传感器及其应用 用带状传感器获取图像 8 4图像传感器