cross pl.sci.fizyka, pl.misc.elektronika,
FUT pl.sci.fizyka

Witam.

Jest sobie układ pomiarowy, gdzie za pomocą zestawu soczewek tworzy
się obraz jasnego obiektu na detektorze mającym mierzyć łączną jasność.

Detektorem jest taka, bardzo porządna, fotodioda
http://www.thorlabs.de/thorproduct.cfm?partnumber=S1
30C

Urządzenie działa albo przez bezpośrednią projekcję obrazu
na detektor, albo na matówkę ustawioną bezpośrednio (w odległości
mniejszej niż wynosi rozmiar detektora) przed detektorem.

Mierząc sygnał (wiele punktów pomiarowych jeden po drugim;
na poziomie kilku uW) punkty układają się z kilku procentowym
rozrzutem wokoło jednej wartości, za wyjątkiem niewielkiej
liczby pomiarów, gdzie wartość zmienia się o wielkość skupioną
w okolicy +-1uW, dość niezależnie od amplitudy samego sygnału
(włącznie z ujemnym odczytem!)

Dane wyglądają tak:

https://www.dropbox.com/s/6yoqauuf2w4z85g/dane3.png?
dl=0

Na obrazku widać kilkanaście serii pomiarowych (punkty
układające się w linie, oddzielone pustymi kawałkami
- w tym czasie panowała ciemność, punkty poza wykresem)
o różnym (choć niewiele) natężeniu padającego światła.
Cześć punktów z danej serii nie układa się na tych
liniach, ale odbiega o coś rzędu 1uW.


Histogramy
https://www.dropbox.com/s/ar31uwttltnzyo1/hist%201.p
ng?dl=0
zoom:
https://www.dropbox.com/s/xmys5xklviwdpgh/hist%20zoo
m.png?dl=0

Są to bezpośrednie wartości, więc wykres jest dodatkowo poszerzony
o to, że oświetlenia były różne, ale i tak widać, ze zakłócenia
mają specyficzny rozkład, skupiają się po bokach.

Znacznie więcej danych (tak, że nie widać pojedynczych serii,
punktów jest znacznie więcej niż wydaje się z wykresu),
za to z przekładającymi się obszarami o roboczym i zerowym natężeniu,
oraz dwoma obszarami 100% naświetlenia.

https://www.dropbox.com/s/f335fzybdcii404/dane.png?d
l=0

Widać, ze rozrzut pików jest taki sam przy natężeniu 8 jak i 4uW,
oraz, że i dla sygnału 0uW jest wyraźny ujemny odczyt.


I teraz najciekawsze, problem praktycznie całkowicie znika, jeśli
zasłonimy detektor matówką.

https://www.dropbox.com/s/ab7djn6x61tqm46/matowka.pn
g?dl=0
https://www.dropbox.com/s/gut2jyzqbdzp0kc/matowka2.p
ng?dl=0

Widać zaszumione 'zero', ale bez przechodzenia na ujemną stronę.
Widać piękny i gładki sygnał. Punktu leżące w połowie,
przypominające tamte zakłócenia, leżą na granicy obszarów
sygnał-ciemność i wynikają z trafienia okienkiem we fragmenty
obu obszarów jednocześnie.
Pozostają jeszcze, również na granicach obszarów, punkty które
są znacząco wyższe niż sygnał. Nie umiem ich wyjaśnić,
nie wiem, czy są tym samym problemem.


Moje pytanie: co to za zakłócenia, skąd się biorą, i czemu kawałek
matówki je likwiduje.


Pozdrawiam
Bartek Szczygieł



Bonus:
Zakłócenia takie łatwo wyrzucić, dzięki temu detektorem (o jednym
pikselu) daje się (już nie tak łatwo) robić zdjęcia,
np. drewnianemu płaskiemu kotkowi na białek kartce.
https://www.dropbox.com/s/b1494hdpjd8q2rh/kotel.png?
dl=0

;-)