核电子学与核仪器-课件5.ppt

二、电荷灵敏前置放大器 2.2电荷灵敏前置放大器的基本电路与实例 电荷灵敏前置放大器的一种典型电路 二、电荷灵敏前置放大器 2.2电荷灵敏前置放大器的基本电路与实例 工作过程： 半导体探测器D经过负载电阻由高压电源供电。Ｃ为隔直流电容。Rf用来释放Cf上积累的信号电荷，并提供直流负反馈以稳定电路的直流工作点。Ra表示T2管的等效动态负载电阻(主要决定于虚线框内恒流源的内阻和T2管集电极输出电阻) 。 二、电荷灵敏前置放大器 2.2电荷灵敏前置放大器的基本电路与实例 这种电路的特点是： (1)T1管的等效负载小，所以第一级的电压放大倍数、输入电容小，开环输入端总电容也就较小。因此，电路容易满足所要求的条件。（共基放大器输入电阻小，频率特性好）。 (2)上升时间小，反馈深度大，稳定性好 。 二、电荷灵敏前置放大器 定量估算 电路的开环增益 假设射极跟随器电压增益接近于1，而且输入电阻也足够大；另外T2共基电路的输入电阻远小于T1的漏极负载电阻，则 增益 二、电荷灵敏前置放大器 定量估算 上升时间 在实际测量中，常利用具有快速前沿的电压信号Vp通过一个小容量的检验电容C1，当放大器输入电容远大于C1时，近似在信号端注入电荷量为VpC的冲击电流信号。设T2集电极对地电容为Co2，在不考虑反馈时，上升时间为2.2Ro2·Co2,而对于分析电路 二、电荷灵敏前置放大器 定量估算 上升时间 当反馈深度AoF很大的时候，可得 当Ci和gm变化时，对能量分辨率是否有影响？ 总结 一、前置放大器的作用与分类 (提高信噪比、减少外界干扰的影响；电压灵敏前置放大器、电荷灵敏前置放大器、电流灵敏前置放大器) 二、电荷灵敏前置放大器 (变换增益、输出稳定性、输出噪声、输出脉冲上升时间、计数率效应) 核电子学与核仪器 覃国秀 qinguoxiu198201@163.com Tel: 核技术教研室 2009/04/21 第一章重点 核辐射探测器等效电路及其信号引出 第一章重点 核电子学中的噪声 噪声的衡量： 等效噪声电压（ENV）；等效噪声电荷（ENC）；等效噪声能量（ENE） 核电子学中的主要噪声有三类： 散粒噪声；热噪声；低频噪声 积分电路与微分电路 本堂课主要内容： 一、概述 1.1前置放大器的作用 1.2前置放大器的分类 二、电荷灵敏前置放大器 2.1电荷灵敏前置放大器的主要特性 2.2电荷灵敏前置放大器的基本电路和实例分析 一、概述 1.1前置放大器的作用 采用电子学方法进行核辐射测量时，要对探测器输出信号进行处理。由于探测器输出信号往往比较小，一般情况下，都首先要通过放大器放大后再进行分析。 在实际测量中，探测器附近总有一定的辐射剂量存在，工作人员必须远离辐射现场来操作测量仪器。同时，为了减少探测器输出端到放大器之间的分布电容的影响，减少外界干扰，提高信噪比，并使连接信号用的高频电缆阻抗相匹配，通常把放大器分成前置放大器和主放大器两部分。(在实际测量中，前置放大器的参数很少变动，而由后面的主放大器来调节。) 一、概述 1.1前置放大器的作用 提高系统的信噪比 布局1：传输线长，分布电容大，信噪比小。 布局2：分布电容小，信噪比高，抗干扰能力强。 为什么呢？ 一、概述 1.1前置放大器的作用 减少外界干扰的相对影响 由于空间电磁干扰的存在，或有时屏蔽和隔离不好，在信号远距离传输时，往往串入外界干扰，需要设法提高信号干扰比。 为了更好地抑制外界干扰，前置放大器与探测器一起，通常采取良好的屏蔽、接地、隔离、滤波等措施。在弱信号传输时，还需用屏蔽良好、噪声较小的电缆线，当主放大器为差分输入时，则采用低噪声双芯屏蔽电缆。 一、概述 1.1前置放大器的作用 合理布局，便于调节和使用 为缩小体积，紧靠辐射源的前置放大器通常要求有一定的放大倍数，工作稳定可靠，并做成非调节式。 实现阻抗转换和匹配 前置放大器是在探测器和主放大器之间作为一个阻抗转换器，探测器通常要求后级有高的输入阻抗以便于信号的输出，而前置放大器通过电缆远距离传送给主放大器时，则要求有能与电缆阻抗相匹配的低的输出阻抗及传递信号。 一、概述 1.2前置放大器的分类 前置放大器按不同的特点有几种分类方法： 与不同的探测器相配，可有不同的前置放大器，如电离室前置放大器电路，正比计数器前置放大器电路，半导体探测器前置放大器电路和闪烁探测器输出电路等。 根据探测器输出信号成形方式的特点分类，前置放大器可分为电压灵敏前置放大器，电荷灵敏前置放大器和电流灵敏前置放大器。 一、概述 1.2前置放大器的分类 电压灵敏前置放大器