КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ МАТРИЧНОГО ФОТОПРИЁМНОГО УСТРОЙСТВА


УДК 004.942+519.876.5
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.30.3.031

В.С. Фещенко, В.Г. Суринов, В.И. Чукита, В.А. Шепелев


Разнообразие областей применения, разнородность физических процессов имеющих место при прохождении информации через современные фотоприёмные устройства (ФПУ), создают существенные трудности в проведении над ними натурных экспериментов во время их разработки и исследования. Особенно это проявляется на этапе разработки аванпроекта, когда отсутствует не только сам ФПУ, но и сама концепция построения прибора. В этом случае особенно актуально провести процесс математического моделирования и построить компьютерную модель предполагаемого ФПУ с целью выбора его компоновки, оптимальных параметров и режимов работы. В данной работе описана разработка компьютерной модели матричного фотоприёмного устройства (МФПУ) начиная с первого этапа, этапа создания первичного образа объекта или системы. На данном этапе определены основные составные части МФПУ и, взаимосвязи между ними, а также управляющие, входные и выходные сигналы. При этом была построена концептуальная модель, которая в идеализированном виде отражает принцип действия и состав МФПУ. Далее была разработана математическая модель МФПУ на основании концептуальной модели, проверена на адекватность и сделан вывод о небольшом предполагаемом отклонении характеристик модели от параметров реального устройства. Далее была осуществлена программная реализация математической модели в среде MATLAB и получена компьютерная модель МФПУ. Компьютерная модель учитывает все основные физические процессы, проходящие в МФПУ. Затем, с целью проверки работоспособности компьютерной модели, были исследованы зависимости качества изображения МФПУ от различных физических и конструктивных параметров и сделан вывод о том, что данную модель можно применить на начальном этапе разработки МФПУ для выработки технических требований к нему и сравнению различных вариантов компоновки.

Ключевые слова: компьютерное моделирование, математическое моделирование, многоэлементный фотоприёмник, преобразование изображения, фотоприёмное устройство.

Полный текст статьи:
FeshchenkoSoavtors_3_20_1.pdf