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答:V1为复位管,R1为限流电阻,V1为输出管,RL为负载电阻,C为等效电容。电荷包输出前,要先给V1的栅极加一窄的复位脉冲φR,这时,V1导通,C被充电到电源电压,V2管的源极S2的电压也跟随上升接近于电源电压。φR变为低电平以后,V1截止,但V2在栅极电压的控制下仍为导通状态。当电荷包经过输出栅OG流过来时,C被放电,V2的源极电压也跟随下降,下降的程度则正比于电荷包所携带的电量,即构成输出信号。 习题13 一、填空题
1、变像管还是像增强管取决于(阴极材料)。如果对(红外或紫外)光线敏感,则它就是变像管;如果它只对(微弱的可见)光敏感,则它就是像增强管。
2、变像管和像增强管都具有图像增强的作用,实现图像增强一般有两种方法:增强(电子图像密度)和增强(增强电子的动能)。
3、增强电子图像密度,一般利用(二次电子发射)来实现; 增强电子动能,用增强(增强电场或磁场的)的方法。 二、简答题
1、变像管?像增强管?像管和摄像管的区别?
答:变象管是指能够把不可见光图象变为可见光图象的真空光电管。图象增强管是指能够把亮度很低的光学图象变为有足够亮度图象的真空光电
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管。
2、简述像管的工作原理。答:⑴目标物所发出的某波长范围的辐射通过物镜在半透明光电阴极上形成目标的像,引起光电发射。阴极面每一点发射的电子数密度正比于该点的辐射照度。这样,光阴极将光学图像转变为电子数密度图像。
⑵加有正高压的阳极形成很强的静电场,合理的安排阳极的位置和形状,让它对电子密度图像起到电子透镜的作用,使阴极发出的光电子聚焦成像在荧光屏上。它还使光电阴极发射出来的光电子图象,在保持相对分布不变的情况下进行加速。
⑶荧光屏在一定速度的电子轰击下发出可见的荧光,这样,在荧光屏上便可得到目标物的可见图像。 习题14
1、已知硅光电二极管2DU2的灵敏度Si=0.55μA/μW,结间漏置电导G=0.02μS,转折点电压UM=13V,入射光功率从Φmin=15μW变到Φmax=35μW,供电偏电压为Ub=55V。
求:⑴取得最大线性输出电压下最佳负载RL。⑵输出电压ΔU。(3)输出电流ΔI。 解:
(1)?G0U0?GU0?Si?max GU0?Si?maxSi?max0.55?35?G0??G??0.02??1.5?SU0U013-
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又?G0U0??Ub?U0?GLG0U01.5?13?GL???0.464?S
?Ub?U0?55?13?RL?1?2.16M?GL(2)?GL?Ub?Umax??GUmax?S?min??U?Umax?U0?22.7V?Umax??GLUb?Si?min??GL?G??35.7V
(3)?I?Imax?Imin?GL?U?0.464?22.7?10.5?A
2、已知硅光电池2CR32的受光面积为5×10mm2,在室温30℃,人射光照度为1000W/m2的条件下,UOC=0.55V,ISC=12×10-3A。求能在200~700 W/m2照度范围内,
求:⑴取得最大线性输出电压下最佳负载RL。 ⑵输出电压ΔU 。⑶输出电流ΔI。 解:
?E1?1000Wm2时ISC?12?10?3A?Si?EmaxISC?12?10?6A?m2WE1??UOC?UTln?700Wm时的UOC2UOC?0.55V
E??0.54VE??0.7UOC0.7UOC0.7?0.54(1)从经验公式可知RM????45?
IPSiEMAX12?10?6?700(2)?U?RM?IP?RMSi?Emax?Emin??45?12?10?6?500?0.27V(3)?I??U0.27??0.006A?6mA RM45
3、光敏电阻R与RL=20kΩ的负载电阻串联后接于Ub=12V的直流电源上,无光照时负载上的输出电压为U1=20mV,有光照时负载上的输出电压为U2=2V,求 ①光敏电阻的暗电阻和亮电阻值②若光敏电阻的光电导灵敏度Sg=6×10-6S/lx,求光敏电阻所受的照度。
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解:①光敏电阻的暗电阻和亮电阻值的计算
?UL?RLUbRL?RU?R?bRL?RLUL
暗态时Ub?12VRL?20K?UL?20mVU?R暗?bRL?RL=11980K??11.98M?UL亮态时Ub?12VRL?20K?UL?2V
U?R亮?bRL?RL=100K?UL
②光敏电阻所受的照度
?R暗?11980K??G暗=1?0.08?SR暗R亮?100K?G亮=1=10?SR亮?G光=G亮-G暗=9.92?SG光又?Sg??6?10?6SlxEG光9.92?10?6S?E???1.65lx?6Sg6?10Slx
4、已知CdS光敏电阻的最大功耗为40mW,光电导灵敏度Sg=0.5×10S/lx暗电导g0=0,若给其加偏置电压20V,此时入射到光敏电阻上的极限照度为多少?
解:负载电阻为0时,光敏电阻流过的电流为最大。
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?g0?0pmax?40mWU?20Vpmax40?10?3?IPmax???2?10?3?A??2mAU20U20?RPmin???10?103??10K??3IPmax2?10?GPmax?又?Sg??Emax1RPminGPmaxEmax?10?4S?0.1mS
GPmax10?4???200lxSg0.5?10?6习题15
设计一套测量材料透过率的光电测试自动装置,要求消除光源的不稳定性因素的影响。
⑴绘出工作原理图。⑵绘出原理框图。⑶说明工作原理。 答:⑴工作原理图
⑵原理框图
⑶说明工作原理:
①在装上被测样品4之前,光屏处于最大吸收位置,并使二通道的输出光
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