. Buffered HF (bHF)
JRUYỀN THƠNG 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 thơng
• Báo nguồn cung cấp
b) Sơ đơ khơi
Màn hình hiển thị LCD
JRUYỀN THƠNG RS-485 485 Truyền thơng 1 ỳ USB
đáp ứng và quan trọng nhất là cĩ tích họp đầy đủ các khối truyền thơng, các khối analog (ADC, khuếch đại.. .)■
b) Khối truyền thơng
- Mạch điều khiển chính cĩ khả năng kết nối vĩi các mạch điều khiển khác theo chuẩn RS-485 và vĩi máy tính theo chuẩn USB.
- Sử dụng dây cáp truyền thơng theo chuyên dụng: được mạ kẽm, cĩ 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 (cĩ 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 thơng số hoạt động, lựa chọn là LCD 4x16, hiển thị được 04 dịng và mỗi dịng cĩ 16 ký tự.
e) Khối nguồn nuơi
Cung cấp nguồn nuơi (nguồn một chiều) cho tồn 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 đơ nguyên lý của khơi 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), cĩ phím chức năng để lựa chọn thơng số hoạt động (đặt lại thơng số của thiết bị, on/off ...), cĩ cổng truyền thơng RS-485, cĩ chiết áp để điều chỉnh tốc độ động cơ.
4.2.2.2. Nội dung thiết kể mạch sổ 2
a) Thơng số kỹ thuật
Đặc tính kỹ thuật Thơng số kỹ thuật
Nguơn cung câp 24 V DC ± 25% -3000 mA Max
Chuân truyên thơng RS-485
Màn hình hiên thị LCD (4x20)
Phím điêu khiên 4 phím (ENTER, UP, DOWN, EXIT)
Đâu vào analog Điêu chỉnh tơc độ băng tay
Tân sơ băm (chop) 4 Hz đên 2 kHz (tùy thuộc vào đĩa điêu chê)
Lơi truyên thơng
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 gĩc 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 gĩc của gương quay phải thực hiện được các chức năng chính như: điều khiển gĩc 02 gương quay, đặt được tốc độ quay của động cơ, cĩ cổng truyền thơng RS-485.
4.2.3.2 Nội dung thiết kể mạch sổ 3
a) Thơng sổ kỹ thuật của mạch điều khiển gĩc của gương quay
Đặc tính kỹ thuật Thơng sổ kỹ thuật
Nguơn cung câp 24 V DC ± 25% -3000 mA Max
Chuân trayên thơng RS-485
Điêu khiên động cơ bước 02 động cơ, 5 VDC.
LEDS Lơi truyên thơng 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
Buĩcsĩng, 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 % Buĩc sĩng, Ả (|ỉm) Buĩc sĩng, 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 vĩi hấp thụ cơ bản cho phép xác định bề rộng vùng cấm của chất bán dẫn. Bờ sĩng dài của phổ ứng với bờ hấp thụ cơ bản, sự giảm xuống của D* về phía bước sĩng 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 đĩ:
/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 khơng 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 đĩ 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 cĩ:
Độ dẫn của chất bán dẫn trong đĩ cĩ 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 nĩ 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 cĩ năng lượng thấp hầu như khơng 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 sĩng 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.