提高位敏探測器（PSD）線性度是提高其性能的方式，可以通過材料和結構的設計盡可能的減少線性誤差，但是通過硬件的手段無法徹底消除，因此插值法和神經網絡法等算法可以從(cong) 軟件層麵對其線性度進行修正。本文介紹了兩(liang) 種修正方法的原理並且比較兩(liang) 者的優(you) 缺點。
位敏探測器的非線性修正算法
位敏探測器（PSD）的非線性誤差我們(men) 可以通過外部結構盡可能降低，但是其始終是存在的，對於(yu) 這種情況，我們(men) 可以通過算法對其進行修正，常見的修正方法有插值法和神經網絡法。其中插值法根據插值數可以分為(wei) 雙一次插值，雙二次插值和改進型雙二次插值。
首先我們(men) 介紹雙一次插值，其基本思想如下：對於(yu) 一個(ge) 給定點G(x,y)，該點的誤差位Ex(x,y)和Ey(x,y)，在待測點周圍存在一個(ge) 矩形，四個(ge) 頂點可以用A1,A2,A3和A4來表示，如圖1所示。這四個(ge) 點的誤差值位Ex(Ai)和Ey(Ai)，可以通過四個(ge) 點的誤差值的線性組合求出待測點的誤差，並且根據測量值和誤差值計算出準確的信息位置。
圖1
雙二次插值的基本思想與(yu) 雙一次插值類似，隻是將補償(chang) 網格從(cong) 矩形變為(wei) 田字格，這擴大了範圍以此來增加了待測位置的準確度，如圖2所示。不過這種方法也存在一個(ge) 不可忽略的問題，那就是該方法使用的離散化的網格是等間距的規則化網格，但是在實際的測試中網格是非等間距的，如果此時還是按照雙二次插值來算，就會(hui) 出現數據失真的情況。
圖2
針對上述情況，改進型雙二次插值應運而生。其基本思想與(yu) 雙二次插值的不同之處在於(yu) ，雙二次插值在計算到A5對G點的補償(chang) 時，係數函數是用A1，A4和A7的x坐標以及A7，A8和A9的y坐標來獲取的，也就是說A5對G點的補償(chang) 與(yu) A5本身並無關(guan) 係；而改進後的雙二次插值可以做到當A5距離G點越近時誤差補償(chang) 分量越大，反之則越小。實際效果可以根據圖2的虛線框和實線框作出區分。
利用神經網絡進行補償(chang) 的基本原理是當PSD的輸出信號無法做到用解析式進行線性表達時，可以通過前向神經網絡進行任意精度的逼近，將PSD輸出的電流信號適當放大並濾波，進行標定後送到神經網絡中進行補償(chang) ，把傳(chuan) 感器的輸出加在前向神經網絡的輸入端，在其輸出端就可以得到與(yu) 非線性無關(guan) 的理想線性電壓，如圖3所示。一般而言二維PSD有兩(liang) 個(ge) 輸出，所以輸入層和輸出層的神經元數量均為(wei) 2個(ge) ，還有一個(ge) 隱層的前向神經網絡可以實現任意的非線性映射，因此使用包含一個(ge) 隱層的三層神經網絡，隱層取14個(ge) 神經元即可以取得比較好的補償(chang) 效果。
圖3
插值法和神經網路法在誤差修正中有其各自的優(you) 勢。其中插值法運算簡單，可以使用計算機編程進行數據處理，執行速度快，但是缺點在於(yu) 需要充分減小離散化時的步距來減小誤差，這在增加工作量的同時提高了對標定設備的要求。而神經網絡法相對而言複雜，需要使用神經網絡進行訓練，但是精度比較高，還可以對插值區域邊緣部分的誤差進行修正。
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