Файл: Прикладная спектрометрия с полупроводниковыми детекторами..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 144

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

(ОН =

и

 

 

 

 

для

(интегрального стре'тчера).

 

 

 

 

J S(t)dt = 1

 

 

Функция ф(Д)

определяется

количественными

соотноше-

.ннями:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср(Д) =

], если Д >

г',,

(отсутствие наложений); ’

 

 

 

 

ф(Д) “

2,

если Д =

0

(полное наложение);

 

 

 

1 <[ ф (Д) <

2,

если 0 <

Д <

/„

(частичное наложение).

 

На рис. 2.23 приведены графики функции

ф (Д)

для

двух

весовых

функций — прямоугольной

и треугольной,

имеющих

■одинаковую длительность tu. В за­

 

 

 

 

 

висимости от выбранного типа фор­

 

 

 

 

 

мирования

меняются характеристи­

 

 

 

 

 

ки стретчеров.

Формирующий

уси­

 

 

 

 

 

литель с

дифференцированием

на

 

 

 

 

 

линиях

задержки

 

характеризуется

 

 

 

 

 

прямоугольной

весовой

функцией

и

 

 

 

 

 

требует применения стретчера инте­

 

 

 

 

 

грального

типа.

Для

фильтров

с

 

 

 

 

 

jRC-элементами

выходной

сигнал

 

 

 

 

 

имеет форму, более близкую к тре­

 

 

 

 

 

угольной,

чем

к

прямоугольной,

и

 

 

 

 

 

для них

более

выгодным

с

точки

 

 

 

 

 

зрения

уменьшения

наложений

яв­

 

 

 

 

 

ляется

амплитудный стретчер,

что

 

 

 

 

 

подтверждеио

 

экспериментально

 

 

 

 

 

данными

в

работе [76].

В

этой

же

 

 

 

 

 

работе

приведена

принципиальная

 

 

 

 

 

схема амплитудного стретчера.

 

 

Рис. 2.23. Эффект наложе­

Одна

из возможных

схем

стрет­

ния для

сигналов прямо­

чера интегрального

типа описана

в

угольной

(а)

и

треуголь­

ной

(б) формы:

 

работе

[77].

Как

указывает

автор

 

/ — амплитудный

стретчер;

2 —

работы,

отношение

сигнал/шум

ин­

иите гральныii

стр етчер.

 

тегрального стретчера такое же, как у амплитудного, но первый обладает лучшей линейностью. Это

утверждение относится к одной из работ [78], в которой была описана схема порогового усилителя, построенная на принципе преобразования напряжения в ток. Современные схемы, выпол­ ненные на интегральных элементах, характеризуются темпера­ турой нестабильностью и линейностью, не уступающими по этим параметрам схеме, разработанной автором работы [77].

На рис. 2.24, 2.25 приведены принципиальные схемы ампли­ тудного стретчера, который одновременно выполняет функции порогового усилителя, для чего вход 1Б (см. рис. 2.24) подклю­ чается к генератору порогового тока (пределы изменения тока

кон­

ш

 

Цепь

 

такт

 

ГА

Корпус

 

we Выход и

1'

2А

+126

56

бых.нППМА

6А ВыходкС62

 

66 В ы хо д I

 

4А

-123

 

176 Строб

 

ВА

-6 6

 

ЗА

-3 6

 

116 Выход 3

156 Вход

Рис. 2.24. Электрическая схема амплитудного стретчера («расширитель»). Элементы и номиналы:

 

 

 

 

 

 

Резисторы:

 

#r=#9=#io=#ii = /?25=#!s=#2D=#3S=#4o=I00

Ом;

 

 

 

 

 

 

#ы =# н =47

 

О м ;

/?зз=221

О м ;

#34=475

О м ;

# 30=22О

О м ;

 

 

 

 

 

 

# 4 1 = 470 Ом;

Rk =

от

200

Ом

до 1 кОм;

# 2 = #3= #н = #н=

 

 

 

 

 

 

= 1.5

кОм;

 

Rt = Rai = 5,6

кОм; #s = #o=.#а=#зо=6,8

кОм;

Л:г=

 

 

 

 

 

 

= #м = # 2 в = 1

кОм;

# : з = # 2 7 = 5 , 1

к О м ; i?i4 = /?ie= 10 кОм;

#,5=

#37=16

кОм.

Конденсаторы: С, = 75

пФ;

С2=|00 пФ;

 

=56

кОм;

#11= 1,2

кОм; # 3|= # з.= # 38=8,2 кОм;

#м=2,2

кОм;

С з

=2,2

нФ;

С<= ... =С 7=Сц=20 мкФ; Св=6,8 нФ;

С9=Ю

пФ;

(оо=470

пФ;

С]2= 680 пФ. Д и о д ы : Д,,

Д ;,

Д к , Д а — Д310; Да — Д220;

 

все

остальные — КД503А. Транзисторы: Г;

... Гд,

 

 

 

 

Т а — ГТ311И;

Г4,

Г0, Гы, Гн,

Та,

Гы — ГТ308В; все остальные — КТ312В.

 

7г= 0 - э 5

мА). Усиление

надпороговых сигналов определяется

делителем в цепи базы Т2 и равно

(R + R42) IR42, где R — сопро­

тивление

резистора, включенного

между выводами 5Б, 16Б

разъема

Ш

(на схеме R показан

справа

от разъема

Ш), R =

= 200 Омч-1

кОм.

 

 

 

 

Стретчер состоит из двух функциональных узлов, первый из

которых,

«расширитель»

(см. рис.

2.24),

формирует

сигнал

Л строб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.25. Электрическая

схема амплитудного стретчера

(линейный ключ);

 

 

элементы и номиналы:

 

 

 

 

 

 

Резисторы: /?|3=Лп=10 Ом:

й:8=360 Ом; Лц=1 кОм; Л|=3,3 кОм;

= Дis=■ 10

кОн;

Лз=1,4 кОм; /?«.

^8=5,1

кОм; l?s=l,2 кОм;

Л»<=Яю = Ян=6,2

кОм; Rt=2,2

кОм;

Лз=3 кОм; /?ц=5,6

кОм: Лп=10 кОм. Конденсаторы:

С:=51

пФ;

=4/15 пФ. Диоды:

Л|, Да — КС147Л;

остальные — КД503А. Транзисторы:

Г,,

Г3,

Г5 — ГТ311И;

Г3,

7«,

Тс, Т, -

ГТ308В.

Микросхема: У,, У2 — 1KT0I1A;

У3 — 1УТ221В.

 

 

 

с плоской вершиной, а второй (см. рис. 2.25)

является

линей­

ным ключом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расширитель представляет собой два операционных усили­

теля Т\—Т7 и Ти—3"1 7 , коэффициент

усиления

которых

 

с

ра­

зомкнутой обратной связью составляет

1000— 1500.

Конденсатор

С3 включен в цепь обратной связи усилителя Тi—Т7 и

служит

элементом «памяти». Усилитель Гц—Т17 работает

со

стопро­

центной отрицательной обратной связью и его входное

сопро­

тивление не меньше 0,5 МОм.

 

 

 

 

 

 

 

 

119

Входной импульс Uих положительной полярности поступает на контакт Ш/15Б, и в случае, если его величина превышает уровень У?|/г, на выходе схемы (контакт Ш/6 Б) появляется сиг­ нал, равный

А.12

Этот же сигнал действует на входе Ти, и конденсатор С3 заря­ жается до амплитудного значения Дпых м. Одновременно с вход­ ным сигналом на Ш/12Б подается стробирующий импульс, пере­

ключающий ток, текущий через

в Г9. Поэтому после момен­

та времени 11, соответствующего

UПыхм, разность потенциалов

на конденсаторе С3 изменяется незначительно («скол» вершины порядка 5 мВ/мкс). Так как после момента t\ напряжение на

базе

начинает уменьшаться,

а на базе Т2

фиксируется на

уровне,

равном Нвых м. то цепь

обратной связи

в операционном

усилителе Т\—Т7 размыкается, и разность напряжений, дейст­ вующих на базах Ти Т2, усиливается в К раз (Л’—1000). Это приводит к появлению импульса отрицательной полярности в эмиттере Т7, используемого для управления линейным ключом. Последний открывается на время около 2 мкс (схему управле­

ния ключом и формирования стробирующих сигналов

можно

легко выполнить на интегральных

логических

микросхемах,

здесь это не рассматривается).

 

 

 

 

 

После момента t\+ 2 мкс оканчивается

стробирующий

сиг­

нал, и конденсатор памяти С3 разряжается

через

Ts.

Вторая

часть стретчера, показанная на рис. 2.25,

представляет

нор­

мально закрытый линейный ключ

последовательно-параллель­

ного типа на микросхемах У\, У2 (1 КТО11Б ) .

Управление Уь У2 осуществляется дифференциальным уси­ лителем Т\, Т5. Для расширения логических возможностей ключа предусмотрены два входа — Ш/15А, на который поступа­

ет отрицательный сигнал

амплитудой 2 В и длительностью

1-Г-2 мкс, и LU/I3A, управляемый

стробирующими

сигналами

положительной полярности около 2

В. Это исключает возмож­

ность срабатывания линейного ключа в отсутствие

строб-им­

пульсов. Кроме того, вход Ш/13А можно использовать

для бло­

кировки ключа сигналами,

поступающими от режектора нало­

жений, что обеспечивает исключение импульсов, имеющих иска­ женную полезную часть (общая задержка между моментом достижения пикового значения входного сигнала t\ и открыва­

нием линейной схемы пропускания не превышает долей

мкс).

Рассмотренная выше схема стретчера

характеризуется

сле­

дующими

параметрами: максимальная амплитуда

выходного

сигнала + 6

В, интегральная нелинейность

не более 0,2%, фрон­

ты нарастания и спада сформированного

прямоугольного

им­

пульса не

более 700 нс, температурная нестабильность не хуже

0,03% на

Г С . При надлежащей установке движка

резистора

120

Смотрите также файлы