. Buffered HF (bHF)
JRUYỀN THÔNG RS-
Màn hình hiên thị • LCD (4x16)
Phím điêu khiên • 4 phím (ENTER, UP, DOWN, EXIT)
Đâu vào analog • 02 đâu vào tương tự (0..5VDC)
• Tiền khuếch đại điều chỉnh từ 1 4-100
lần.
• ADC 12 bít
LEDs • Lỗi truyền thông
• Báo nguồn cung cấp
b) Sơ đô khôi
Màn hình hiển thị LCD
JRUYỀN THÔNG RS-485 485 Truyền thông 1 ỳ USB
đáp ứng và quan trọng nhất là có tích họp đầy đủ các khối truyền thông, các khối analog (ADC, khuếch đại.. .)■
b) Khối truyền thông
- Mạch điều khiển chính có khả năng kết nối vói các mạch điều khiển khác theo chuẩn RS-485 và vói máy tính theo chuẩn USB.
- Sử dụng dây cáp truyền thông theo chuyên dụng: được mạ kẽm, có phủ đất để chống nhiễu.
- Quản lý dữ liệu theo nguyên tắc MASTER-SLAVE.
c) Khối vào/ra tương tự
Yêu cầu đối với các đầu vào tương tự: - Số lượng đầu vào: 02
- Tín hiệu vào: 0-^5 VDC
- Hệ số khuếch đại: 1-rlOO (có thể tích hợp thêm 1 tần khuếch đại nữa
trên vi xử lỷ để tăng hệ sổ khuếch đại tăng thêm 10 lần, việc này phụ thuộc vào từng trường hợp ứng dụng cụ thể).
d) Khối hiện thị LCD, khối bàn phím chức năng
- Màn hình LCD: Đe hiển thị các thông số hoạt động, lựa chọn là LCD 4x16, hiển thị được 04 dòng và mỗi dòng có 16 ký tự.
e) Khối nguồn nuôi
Cung cấp nguồn nuôi (nguồn một chiều) cho toàn bộ hệ thống bao gồm:
- Đầu vào 24 VDC, 3 A
- Ổn áp thành điện áp +5V (VCC), cấp cho vi xử lý và các thiết bị ngoại vi
- Điện áp âm -5 V cấp cho các IC khuếch đại đo lường.
> r 9
Hình 4.6.Sơ đô nguyên lý của khôi màn hình hiên thị và bàn phím
r \ 9 r
4.2.2. Thiết kế mạch điều chế tần số băm (mạch số 2)
4.2.2.1 Yêu cầu thiết kế mạch sổ 2
Các đặc tính kỹ thuật của mạch điều chế tàn số băm phải thực hiện được
các chức năng chính như: hiện thị trạng thái làm việc trên màn hình LCD (như
tốc độ động cơ, tần số băm xung, chế độ hoạt động), có phím chức năng để lựa chọn thông số hoạt động (đặt lại thông số của thiết bị, on/off ...), có cổng truyền thông RS-485, có chiết áp để điều chỉnh tốc độ động cơ.
4.2.2.2. Nội dung thiết kể mạch sổ 2
a) Thông số kỹ thuật
Đặc tính kỹ thuật Thông số kỹ thuật
Nguôn cung câp 24 V DC ± 25% -3000 mA Max
Chuân truyên thông RS-485
Màn hình hiên thị LCD (4x20)
Phím điêu khiên 4 phím (ENTER, UP, DOWN, EXIT)
Đâu vào analog Điêu chỉnh tôc độ băng tay
Tân sô băm (chop) 4 Hz đên 2 kHz (tùy thuộc vào đĩa điêu chê)
Lôi truyên thông
LEDS Báo nguồn cung cấp
b) Sơ đồ khối
\ r \ r y r
c) Thiết kể sơ đồ nguyên lý
Các bước lựa chọn linh kiện và thiết kế sơ đồ nguyên lý tương tư như phần thiết kế mạch điều khiển trung tâm ở trên. Kết quả sơ đồ nguyên lý của mạch như sau:
> > r r
4.2.3 Thiết kế mạch điều khiển góc của gương quay (mạch số 3)
4.2.3.1 Yêu cầu thiết kế mạch số 3
Các đặc tính kỹ thuật của mạch điều khiển góc của gương quay phải thực hiện được các chức năng chính như: điều khiển góc 02 gương quay, đặt được tốc độ quay của động cơ, có cổng truyền thông RS-485.
4.2.3.2 Nội dung thiết kể mạch sổ 3
a) Thông sổ kỹ thuật của mạch điều khiển góc của gương quay
Đặc tính kỹ thuật Thông sổ kỹ thuật
Nguôn cung câp 24 V DC ± 25% -3000 mA Max
Chuân trayên thông RS-485
Điêu khiên động cơ bước 02 động cơ, 5 VDC.
LEDS Lôi truyên thông Báo nguồn cung cấp
b) Sơ đồ khối
c) Thiết kể sơ đồ nguyên lý
\ r y 9
Các bước lựa chọn linh kiện và thiết kế sơ đồ nguyên lý tương tư như phần thiết kế mạch điều khiển trung tâm ở trên. Kết quả sơ đồ nguyên lý của mạch như sau:
Hĩnh 4,12.Năng suất phát hiện riêng D* của đầu thu InSb ở - 19ữc
Hình 4.13.Năng suất phát hiện riêng Đ* của đầu thu ỉnSbở -17’ơ*c
Buócsóng, Ầ (um)
£=3x1Q1H-
o
^2*1Ữ1B H Q
Hình 4.14. Năng suất phát hiện riêng D* của đầu thu InSbở - 150°c
Hình 4.15.Năng suất phát hiện riêng D* của đầu thu InSbở -130? c
7x1»"- gíxlữ11- ^T5X1Q1hH a -150 c <? ộ a a % Buóc sóng, Ả (|ỉm) Buóc sóng, Ả (um)
Hình 4.12, 4.13, 4.14, 4.15 là kết quả đo năng suất phát hiện riêng D* của đầu thu InSb. Ở dải phổ ứng vói hấp thụ cơ bản cho phép xác định bề rộng vùng cấm của chất bán dẫn. Bờ sóng dài của phổ ứng với bờ hấp thụ cơ bản, sự giảm xuống của D* về phía bước sóng ngắn được giải thích bởi sự giảm xuống của tốc độ phát sinh hạt dẫn khi đi sâu vào chất bán dẫn [3].
G(x) = ĩ}CíI0e-ax(4.ỉ)
Trong đó:
/0 - cường độ ánh sáng chiếu lên một đơn vị thể tích mặt mẫu quang
dẫn;
a - hệ số hấp thụ;
ĨỊ-Hiệu suất lượng tử, được định nghĩa bằng số cặp điện tử lỗ trống phát
sinh khi một photon bị hấp thụ.
X- Độ sâu của lớp hấp thụ Khi hệ số hấp thụ lớn (trong vùng hấp thụ cơ
bản) độ sâu của lớp hấp thụ giảm, hầu hết photon bị hấp thụ ở lớp rất gần bề
mặt, trong lớp này nồng độ hạt dẫn không cân bằng và tốc độ tái họp tăng lên, hơn thế nữa ở trên bề mặt lại tồn tại nhiều tâm tái hợp bề mặt. Điều đó giải thích tại sao trong vùng hấp thụ cơ bản, khi hệ số hấp thụ lớn hiệu ứng quang điện lại giảm, đồng thời cũng cho ta biết tại sao trong nhiều trường hợp hiệu ứng quang dẫn phụ thuộc rất nhiều vào hình dạng và kích thước mẫu quang trở.
Nhiệt độ (°C)
Hình 4.16.ĐỒ thị sự phụ thuộc D* theo nhiệt độ Trên Hình 4.16 là đặc trưng phụ thuộc nhiệt độ của D* quang dẫn InSb. D* của quang dẫn thay
đổi theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ phần tử tăng, D* giảm (từ 1.0 X 10 11 cmHz /W 1/2
tại ~190°c xuống ~ 6.5 X 10lo cm.Hz1/2 /W tại - 130°C), do:
Theo thuyết điện tử kim loại ta có:
Độ dẫn của chất bán dẫn trong đó có hai loại hạt dẫn, điện tử với nồng độ n và lỗ trống với nồng độ p:
Thuyết điện tử kim loại xem điện tử trong kim loại như một hệ khí lý tưởng, như ta đã biết điện tử trong kim loại tuân theo nguyên lý Pauli, phổ năng lượng của nó trong vùng dẫn là gián đoạn, mặc dầu khoảng cách giữa các mức là rất
nhỏ, hàm phân bố của điện tử ở điều kiện cân bằng là hàm Fermi - Dừac. Ở
nhiệt độ thấp điện tử sẽ chiếm dần các mức năng lượng từ thấp đến cao tuân theo nguyên lý Pauli, mức năng lượng điền đầy trên cùng khi T=0K
chính là mức năng lượng Fecmi, F. Từ sự phân bố sắp xếp điện tử như vậy các điện tử có năng lượng thấp hầu như không tham gia dẫn điện như điện tử tự do được.
KẾT LUẬN ■
1. Nghiên cứu tổng quan vềhiệu ứng quang trở trong bán dẫn vùng cấm hẹp InSb trong dải sóng hồng ngoại.
2. Nghiên cứu tổng quan phương pháp chế tạo detector bán dẫn vùng cấm
hẹp InSb trong vùng hồng ngoại Ả tử 3 đến 6 |im
3. Xây dựng được hệ đo năng suất phát hiện riêng của đầu thu cảm biến ánh sáng.
4. Đã khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ với năng suất phát hiện riêng ở các nhiệt độ khác nhau ở vùng hồng ngoại.