Инфракрасные системы «смотрящего» типа

ШУМЫ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ РАЗРЕШЕНИЕ

В § 7.3 рассматривались различные составляющие шума, имеющего место в ИКС «смотрящего» типа, и кратко описывалась их трехмерная модель. Высокочастотные со­ставляющие этой модели, к которым относятся временные шумы, можно отделить от низкочастотных (пространственных) составляющих путем фильтрации шумовых сиг­налов в схеме считывания испытательного стенда. Устанавливая на аналоговом выходе испытуемой ИКС фильтр высоких частот и усредняя большое число кадров, образую­щихся при равномерной облученности МПИ, можно свести к минимуму временные со­ставляющие шума, т. е. уменьшить их в число раз, пропорциональное корню квадрат­ному из числа усредняемых кадров. Затем можно вычитать усредненное, соответст­вующее геометрическому шуму МПИ, значение сигналов, создаваемых при опросе каж­дого кадра. Образующаяся разность представляет собой среднюю квадратическую со­ставляющую 0(уХ трехмерного шума.

Простейшим способом измерения геометрического шума является накопление и ус­реднение сигналов, соответствующих большому числу равномерно облученных кадров (порой более 100), и пропускание усредненного сигнала через фильтр высоких частот.

Спектр шумового сигнала, соответствующего низкочастотной неоднородности чув­ствительности отдельных элементов МПИ и ФПУ, определяется по аналогичной схеме. Для этого на аналоговом выходе испытуемой ИКС можно установить звено, усред­няющее сигналы по многим кадрам, а за ним - отсекающий фильтр низких частот. Как и при измерении 0(уХ, влияние временного шума на результат измерения уменьшается за счет усреднения шумовых сигналов по большому числу кадров.

Составляющая оух общего шума, характеризующая геометрический шум, не должна зависеть от коэффициента усиления электронного тракта, т. е. определяется для линей­ного режима работы системы. Относительное значение геометрического шума опреде­ляется как о^/Х'ср, где Яср - статистическое среднее значение модели трехмерного шума (см. § 7.3). Иногда при работе с отсечкой низкочастотных составляющих шума относи­тельное среднее квадратическое значение геометрического шума рассчитывают после измерения АТП и чувствительности А¥ВЫК/АТкак стготн = оух/о, уХ = [оух!{АУВЪ1Х! АТ)/АТи.

Геометрический шум может определяться для различных значений облученности либо на входе системы, либо на чувствительном слое МПИ.

Пороговая энергетическая чувствительность ИКС чаще всего характеризуется экви­валентной шуму разностью температур ДГП, которая измеряется при равномерной об­лученности входного зрачка ИКС или чувствительного слоя МПИ. Для достижения равномерной облученности перед испытуемой системой (или МПИ) можно установить непрозрачный равномерно излучающий экран или использовать черное тело с доста­точно большой площадью излучающего отверстия.

Значение АТ„ можно рассчитать по формуле (5.33) или определить как

Д Тп = сг^/(ДГвых/Д7), где АУЪЫК! АТ-крутизна характеристики преобразования (чувствительность) ИКС.

Основными этапами определения ЛТп могут быть:

- тщательная юстировка и настройка стенда, предусматривающая выбор надлежа­щего коэффициента усиления сигнала, при котором система будет работать в линейном

Режиме;

- выделение отдельных составляющих шума для учета только тех из них, которые будут иметь место в условиях работы ИКС;

- вычисление АТп для различных значений равномернЬй облученности на входном зрачке ИКС или на чувствительном слое МПИ.