وينطوي تصميم أجهزة التصوير الضوئي المنخفضة الدقة على فهم مصادر الضوضاء الإلكترونية وتقليلها إلى أدنى حد من أجل تحسين الحساسية والدقة، وتورد هذه المادة الخطوط العريضة للمبادئ الرئيسية والحسابات الأساسية لتطوير أجهزة كشف فوتوغرافية ذات أداء عال مع الحد الأدنى من مستويات الضوضاء.

المصادر الأساسية للنواحي

وتتأثر أجهزة التصوير الفوتووديت بمصادر ضوضاء مختلفة، منها الضوضاء الحرارية، والضوضاء على الطلقات، والضوضاء المشتعلة، وتحديد هذه المصادر والتخفيف منها أمر حاسم لأداء الأجهزة المثلى.

النواة الحرارية وحسابها

والضوضاء الحراري، المعروف أيضاً باسم الضوضاء جونسون - نيكيست، ناجم عن الحركة العشوائية للكهرباء في المكونات المقاومة، ويمكن حسابه باستخدام ما يلي:

V]n] = √(4kTR f)

حيث k ] هو Boltzmann ثابت، T ] درجة الحرارة في كيلفين، R]] هي مقاومة، ]

ضوئية وحسابها

وتنجم الضوضاء الناتجة عن الطابع المتميز لحاملات الشحن، وهي تصدر عن طريق:

In] = √(2qI adf)

Where q] is the elementary charge, I is the photocurrent, and adf] is bandwidth.

استراتيجيات التصميم الخاصة بالنواحي المنخفضة

ولتقليل الضوضاء إلى أدنى حد، ينبغي أن يركز المصممون على الحد من المقاومة، وتحقيق الحد الأمثل من نطاق الترددات، واختيار العناصر المنخفضة الدقة، كما أن توفير الحماية المناسبة ومراقبة الحرارة يساعدان أيضا على الحد من الضوضاء الحرارية.

والموازنة بين المكاسب والضوضاء أمر أساسي لتحقيق درجة عالية من الحساسية دون زيادة الضوضاء بشكل مفرط.

موجز الحسابات الرئيسية

  • Thermal noise voltage: V]n]] = √(4kTRf)
  • Shot noise current: I]n] = √(2qImin)
  • خفض الإرتفاع الأمثل بالزوارق إلى الحد الأقصى للضوضاء
  • تأثير اختيار العناصر على أداء الضوضاء عموما