本发明专利技术涉及电磁混合系统，该系统用半导体材料的信号探测器将接收到的电磁辐射转换成电测量值，至少一个调制输入用于调制探测器的接收，至少两个聚集电极连接一输出电子设备，该设备的输出端有效提供了接收信号与调制信号的混合。在本发明专利技术的操作方法中，撞击信号探测器的电磁信号产生载流子，其依靠调制信号而至少被部分交替地传导到两个不同的读出电极。为了传递正确的混合器结果，本发明专利技术修改调制信号的参数，使得输出信号仅在对电磁辐射信号和至少一个调制信号的调制彼此相关时才不同于零信号。从聚集电极得到并由输出电子设备输入的信号是变化的，以便输出信号仅在至少一个调制信号和调制电磁接收信号彼此相关时才假定为不同于零信号的值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于接收并处理调制电磁信号的电磁混合系统，该系统具有用半导体材料制成的信号探测器，用于接收电磁辐射并将其转换为电测量值，该系统至少具有一个对该信号探测器的接收进行调制的调制输入，该系统还具有至少两个与输出电子设备相连的聚集电极，接收信号和被加到调制输入的至少一个调制信号的混合在这样的输出处被有效提供为电信号。本专利技术也涉及用于操作这样的电磁混合系统，用于接收并处理调制电磁信号的方法，该系统具有用半导体材料制成的信号探测器，用于接收电磁辐射并将其转换为电测量值，该系统至少具有一个对该信号探测器的接收进行调制的调制输入，该系统还具有至少两个与输出电子设备相连的聚集电极，接收信号和被加到调制输入的至少一个调制信号的混合在这样的输出处被有效提供为电信号，撞击信号探测器的电磁信号产生载流子，其根据至少一个调制信号，至少部分的被交替传导到两个不同的聚集电极上。
技术介绍
相应电混合系统的说明首次出现在德国的专利申请第196 35 932.5和19704 496.4中。关于上面提到类型的电磁混合系统的进一步说明以及相关的说明方法可在国际专利申请WO-0233817和WO-0233922中找到。这些电磁混合系统在上述出版的文档中也被称作PMD系统(光混合器件系统)。DE 100 47 172 C2的主题被视作最接近本专利申请涉及领域的情况。相应的混合系统具有至少一个输出和至少一个调制输入。调制输入与至少一个调制电极相连，该调制电极被布置在对电磁辐射敏感(通常是光敏性)的材料上或嵌入到该材料中。进一步，至少两个聚集电极也被分配到至少一个调制电极，其中一个聚集电极也等同于调制电极，或者若使用两个调制电极，则这两个聚集电极也可分别等同于各个调制电极。这些调制电极与读出和评估电子设备相连。来自聚集电极的电荷，或者在那里形成的电压，若在必要放大之后适当的话，就形成输出电子器件的输入信号，这作为一条规则，从被评估的聚集电极得到信号的微分信号再次产生至少一个调制信号和电磁输入信号调制或所影响的电磁辐射的相互关系。当使用几个(如两个)调制信号时，这些都具有相同的频率，在已知PMD元件的情况下，它们均相对将相位移动180°，即它们以推拉方式来运行。电磁混合系统，或者如其下所称的PMD元件，可具有对来自整个电磁谱辐射的敏感性，这依靠敏感元件或敏感元件材料的特性。即使是对声波敏感的PMD系统的原理也是可知的。然而，为简化说明，下面主要列出对光区域内的辐射敏感的PMD元件的参考，这里没有任何类型的限制。对电磁谱其它区域的一般化说明对本领域熟练的技术人员而言是显而易见的。电极所嵌入或所连接的光敏性敏感元件材料(半导体材料)接收通过光电效应而转换成电荷的辐射。由于施加到调制电极上的调制电压，半导体材料中所生成的载流子被更好的交替传导到一个或其它聚集电极上，这依靠电压的当前符号。若影响PMD的辐射强度随与调制电压的频率具有一致关系的调制函数而变化，则读出电极的微分信号相应入射辐射强度和调制电压的相关函数。在光敏半导体的情况下，亮度调制光被用于这样的例子，其通过相应的透镜而照亮由PMD系统所记录的景物。若光照的强度调制与调制电极的调制频率相关，则PMD元件的微分输出将有关来自光源的光转换时间的数据在光照景物上传递并传回PMD敏感元件。除光照景物的图像之外，同时获取有关来自PMD元件的景物反映元件距离的数据(若相应的多个PMD元件以像素阵列连接)。非相干光(这里，术语“相干”总是指涉及PMD元件调制输入处调制电压的强度调制的频率)不传递输出电气设备微分输出处的信号。换言之，PMD元件(在其微分输出处)自动消除任何非相干调制背景光照。进一步，可做出这样的变化，聚集和调制电极不必是不同的元件，如这两个聚集电极或其中至少一个聚集电极等同于两个调制电极或其中一个调制电极。上述的德国专利说明书DE 100 47 170说明了这样的方法，其中附加相位位移是在彼此相关的亮度调制照明信号和调制信号之间动态产生的，这个相位位移在闭环控制电路中被用作修正变量，这样以便通过这种方式来改善转换时间或距离测量的精度。
技术实现思路
我们从主要由类似于或等同于开始处列出的那些元件构成的PMD系统来介绍本专利技术。若PMD只受不与调制信号成一致关系辐射的影响，则更好在调制电压的正负部分或半波处被交替转移到一个聚集电极并随后转移到另一个聚集电极的电荷在统计平均特性上不应彼此不同，其结果是集成在聚集电极上的电压差将基本上显示为数值零。然而，在特定PMD元件的情况下，不可避免的制造公差只导致不同聚集电极和/或调制电极之间的特定不对称性。这些电极之间的几何维数和距离也可能在特定的容差范围内波动。光混合器件的输出信号是通过将强度调制输出信号与调制电信号(调制电压)混合而在构件内产生的。关于该混合过程真实结果的本质前置条件是光混合器件结构的高度对称性。两个输出信道其几何形状和一个或多个电参数的不平衡性导致混合器结果中的系统误差(见Buxbaum的论文，第189页)。进一步，在光混合器件的工业应用中，系统误差通常也依靠光信号的强度。就这方面而言，从使用称作查询表格的其它探测器类型中得知的纠正方法是非常耗时的，而且由于提出问题的多维性，其几乎不可用于高速过程。这特别用在大量的光混合器件相连以形成线排列或阵列排列的情况下。与本领域的这个状态相比，因此本专利技术的目标是创建也传递正确混合结果的系统和方法，如只基于相干辐射的测量信号，这是在PMD元件具有几何或电非对称性的情况下的。关于该系统，这个目标是在这样的设备中获取的，提供该设备用于相关至少一个其它调制电压的相应参数而独立修改其中一个调制电压的至少一个参数。就此而论，可考虑作为调制电压可修改参数的例如可为相对相位位置、调制电压振幅、脉冲占空比以及外加偏移电压。如已经提到的，PMD元件的几何和/或电参数的非对称性对测量结果造成不利影响，而且它们特别导致这样的情形，即集成PMD聚集电极的微分信号即使在PMD元件不受与调制电极的调制频率相干的辐射影响的情况下也不消失。同样如已经提到的，在理想情况下，对称PMD元件，以及在调制电极处以推拉方式施加对称调制电压的情况下，最好是交替的电荷位移效应应该在集成上被抵消充分长的时间。然而，如已经提到的，这仅用在存在PMD元件完全对称性的情况下，而且自然也需要以推拉方式运行的调制电压的完全对称性。换言之，若PMD元件不受强度调制辐射的影响，而只受环境或背景辐射的影响，则不同于PMD元件零输出的微分信号可不仅通过PMD元件本身的几何和电非对称性而产生，而且可通过调制电压的非对称性而产生。依靠非对称性的特性，不同于零的微分信号可假定正值或负值。因此，若PMD元件几何参数的非对称性导致微分信号在PMD元件的输出处不同于零，则应可根据专利技术者知识而通过调制电压的非对称性而产生相反的效应，即通过调制电压的非对称性而纠正几何参数的非对称性。因此，依照本专利技术的设备适合并被设计用于修改一个或多个调制信号，这样以使相应从聚集电极得到的信号差的输出信号总具有零值(除由于没有被完全抑制的噪声引起的轻微误差外)，若接收电磁辐射和一个或多个调制信号的辐射不彼此相关的话。换言之，如果有关调制是相关联的，且仅仅在这种情况下，可以说输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电磁混合系统，其用于接收并处理调制电磁信号，其具有用半导体材料制成的信号探测器，用于接收电磁辐射并将该电磁辐射转换成电测量值，该系统至少具有一个对所述信号探测器的接收进行调制的调制输入，该系统还具有至少两个与输出电子设备相连的聚集电极，在其输出处，所述接收信号和被加到所述调制输入的至少一个调制信号的混合被有效提供为电信号，其特征在于，提供用于修改所述至少一个调制信号参数的设备，这样以使通过修改这些参数，所述输出信号仅在所述接收到的电磁辐射信号调制和所述至少一个调制信号调制彼此相关的情况下不同于零信号。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：许展平，J弗雷，T莫勒，H科拉夫特，DH瑞德尔，
申请(专利权)人：PMD技术有限公司，奥迪电子企业有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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