Principe de fonctionnement des détecteurs pyroélectriques différentiels
Contrairement à leurs cousins thermopiles, les pyroélectriques sont toujours des détecteurs asymétriques, ce qui les rend sensibles aux interférences électromagnétiques dues à des bruits non liés au détecteur. Les horloges de processeur, les interférences de ligne et d'autres sources de bruit électromagnétique peuvent toujours être couplées à leur sortie, ce qui cause des maux de tête inutiles pendant les phases de conception de nouveaux équipements.
LASER COMPONENTS a non seulement développé une nouvelle méthode de connexion pyroélectrique unique pour éliminer les interférences électromagnétiques, mais nos nouvelles configurations brevetées à 1 détecteur (Fig.1 & Fig.4) améliorent le rapport signal/bruit d'environ 1,4 !
Lorsque des charges sont générées sur le cristal pyroélectrique, des charges positives et négatives sont générées sur les côtés opposés (Fig. 2). Les deux faces du cristal produisent des signaux opposés de même amplitude et, grâce à notre système unique, nous pouvons soustraire les signaux l'un de l'autre (à l'aide d'un amplificateur différentiel ou d'instrumentation) en éliminant le bruit de mode commun provenant de sources extérieures, mais en doublant effectivement la sortie !
Bien que le signal de notre détecteur soit multiplié par deux, notre bruit n'augmente que d'un facteur de √2, ce qui se traduit par une amélioration globale du rapport signal/bruit d'environ 1,4.
Dans la figure 3, nous avons utilisé l'un de nos détecteurs différentiels et introduit un bruit de mode commun sous la forme d'un signal de 50 Hz. Comme vous pouvez le constater, le signal 1 et le signal 2 présentent tous deux le bruit, ce qui n'est pas le cas de la sortie soustraite mathématiquement. En plus d'une augmentation significative de la sortie, le bruit de mode commun a été éliminé.
Comme ce détecteur est également basé sur notre architecture en mode courant, nos détecteurs différentiels peuvent être directement introduits dans les CAN et microcontrôleurs modernes où cette soustraction peut être effectuée par logiciel, ce qui vous permet d'éliminer les étapes de préamplification de votre conception et de réduire les coûts de développement !
BILD
Fig.1 : Schéma du circuit de notre détecteur différentiel à pyroélectre basé sur le CM.
Fig.2 : Démonstration de l'effet sur le signal lorsque les deux sorties sont soustraites.
Fig.3 : Bruit de mode commun éliminé par le détecteur différentiel.
1 Patent no.: US 10,302,500 B2 (May 28,2019)
DÉTECTEUR DIFFÉRENTIEL EN MODE TENSION
Beyond Borders
Le détecteur différentiel en mode tension est proposé avec un élément pyroélectrique à cristal DLaTGS. Les signaux provenant du haut et du bas du cristal sont chacun envoyés à la grille d'un JFET à faible bruit. Les sorties de la source du JFET doivent être connectées extérieurement à la masse du détecteur à l'aide de résistances (nominales) de 47 kOhms, comme le montre le schéma du circuit. Les deux signaux de sortie de la source sont de polarité opposée, comme c'est le cas avec les sorties de l'amplificateur du détecteur différentiel en mode courant, modèle LD2100. Les deux signaux peuvent être combinés par soustraction, c'est-à-dire que la sortie finale = sortie 1 - sortie 2. Comme les sorties 1 et 2 sont nominalement égales en valeur (mais déphasées de 180 degrés), la sortie finale est alors le double de chaque sortie, comme dans le cas du LD2100.
Le modèle de base du détecteur différentiel en mode tension est le DD3151D1300 qui est proposé avec une variété de fenêtres IR pour les applications spectroscopiques. L'élément actif DLaTGS a un diamètre de 1,3 mm avec un métal noir absorbant. Pour les applications THz, le détecteur préféré est le DD3150D1300-p1, qui possède une électrode métallique en nichrome pour absorber le rayonnement entrant, et une fenêtre en plastique HDPE qui est transparente à ces grandes longueurs d'onde. D'autres fenêtres adaptées aux applications THz sont des fenêtres en silicium poli, non revêtues, et des fenêtres en diamant CVD. La gamme complète de fenêtres IR et de fenêtres filtrantes disponibles est répertoriée et décrite dans la fiche technique de sélection des filtres et des fenêtres des détecteurs pyroélectriques.
Fig.4 : Schéma de circuit et connexions du détecteur différentiel basé sur le VM.
Fig.5 : Vue de dessous du détecteur modèle DD3151D1300.
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