CN109917840A - 光电倍增管专用高压电源的输出电压调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光电倍增管专用高压电源的输出电压调节装置。高压模块HA的HV端和电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端经高压反馈输出BNC座J1接地，电阻R2的另一端和电阻R3连接，高压模块HA的MAX脚和MIN脚之间经可调电位器R1连接，电阻R2依次经电阻R3、电阻R4接地，电阻R2经电阻R5和运放U1连接，运放U1经电阻R6接到可调电位器R1的中心抽头，运放U1经电阻R7接地，运放U1经电阻R8接到运放U1，运放U1的输出端连接到高压模块HA的ADJ脚。本发明在通过设置可调电位器、运放和电阻元件后，既能满足用传统的使用方式来调节高压模块的输出，也能使用一个外部的可调直流电源来调节高压模块的输出电压。
Description
技术领域
本发明涉及了一种试验仪器电路控制装置，尤其是涉及了一种光电倍增管专用高压电源的输出电压调节装置。
背景技术
在放射性试验和检测的仪器中，很多采用了闪烁晶体加光电倍增管的结构,利用光电倍增管的可达百万级的放大能力，将KeV～MeV量级的射线能量，转换为可便于实验观测的伏特级的电压脉冲信号。
光电倍增管的工作电压，一般是在几百到上千伏特，习惯上称为光电倍增管高压，对于光电倍增管的放大能力有着显著的直接影响，高压值越大，光电倍增管的信号放大能力就越大，对于需要甄别脉冲信号幅度值的应用，如能谱测量，就要求光电倍增管的高压值得稳定在一个期望值。为了得到这个期望值需要前期做一些实验以得到这条光电倍增管的放大倍数与光电倍增管高压的工作曲线，从中选择一个合适的高压值。
目前的仪器中，一般是采用一个光电倍增管专用的高压模块，通过调节高压模块的一个电压控制端，得到所需的高压值。光电倍增管专用的高压模块输出的高压值，通过一个简单的分压电路以BNC接口的方式输出到仪器外部，供外部测量，以便推算出仪器内的实际高压值。现有的电路结构都需要多次反复调节，使得试验就显得很不方便。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种光电倍增管专用高压电源的输出电压调节装置，尤其适用于光电倍增管的调节，方便了试验调节过程，既能够通过变阻器在面板上调节，又能外接直流电源控制调节。
本发明的技术方案如下：
本发明包括高压模块HA、高压反馈输出BNC座J1、运放U1、可调电位器R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8；高压模块HA的HV端和电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端经高压反馈输出BNC座J1接地，电阻R2的另一端和电阻R3连接，高压模块HA的MAX脚和MIN脚之间经可调电位器R1连接，高压模块HA的MIN脚和GND脚均接地；高压模块HA的Vin脚连接电源电压VCC，电阻R2的另一端依次经电阻R3、电阻R4接地，电阻R2的另一端经电阻R5和运放U1的同相输入端连接，运放U1的同相输入端经电阻R6连接到可调电位器R1的中心抽头，运放U1的反相输入端经电阻R7接地，运放U1的反相输入端经电阻R8连接到运放U1的输出端，运放U1的输出端连接到高压模块HA的ADJ脚。
所述的高压模块HA的HV端输出高压电源，连接到光电倍增管。
所述的可调电位器R1的中心抽头和高压反馈输出BNC座J1均安装于试验仪表的面板上。
所述的可调电位器R1中心抽头处于地电位，高压反馈输出BNC座J1连接直流电压作为控制信号，通过直流电压的控制信号调节高压模块HA的输出电压HV值；或者所述的可调电位器R1中心抽头不处于地电位，通过可调电位器R1中心抽头位置移动并通过高压反馈输出BNC座J1检测电平实时调节高压模块HA的输出电压HV值。
所述的电阻R2的另一端连接到高压反馈输出BNC座J1的中心针电极，高压反馈输出BNC座J1的外圈电极接地。
所述的电阻R5和所述的电阻R6阻值相同；所述的电阻R7和所述的电阻R8阻值相同。
本发明保留传统的用一个可调电位器来调节高压模块的控制端的电压的方式，还利用传统的反馈输出内部高压模块的高压值的BNC座，进行外部控制调节，可调电位器和BNC座都嵌入在仪器的面板内，具体实施中调节可调电位器的中间抽头的位置，进而调节光电倍增管的施压电压。
本发明的有益效果是：
本发明的电路调节装置，在不改变原先的仪器面板结构的情况下，通过增加一个运放和几个电阻元件后，既能满足用可调变阻器调节高压模块HA的HV值，也能使用一个外部的可调直流电源来调节高压模块HA的HV值，并且高压模块HA的HV值与外部可调直流电源的电压值之间的比例关系是确定的。
附图说明
图1为本发明光电倍增管专用高压模块高压调节装置的电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明具体实施的电路结构包括高压模块HA、高压反馈输出BNC座J1、运放U1、可调电位器R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8；可调电位器R1的中心抽头和高压反馈输出BNC座J1均安装于试验仪表的面板上。高压模块HA的HV端输出高压电源连接到光电倍增管，高压模块HA的HV端和电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接到高压反馈输出BNC座J1的中心针电极，高压反馈输出BNC座J1的外圈电极接地，高压反馈输出BNC座J1用于连接到电压表。电阻R2的另一端和电阻R3连接，高压模块HA的MAX脚和MIN脚之间经可调电位器R1连接，高压模块HA的MIN脚和GND脚均接地；高压模块HA的Vin脚连接电源电压VCC，电阻R2的另一端依次经电阻R3、电阻R4接地，电阻R2的另一端经电阻R5和运放U1的同相输入端连接，运放U1的同相输入端经电阻R6连接到可调电位器R1的中心抽头，运放U1的反相输入端经电阻R7接地，运放U1的反相输入端经电阻R8连接到运放U1的输出端，运放U1的输出端连接到高压模块HA的ADJ脚，运放U1的两个电压控制端分别接地和电源电压VCC。
具体实施的高压模块HA具体为CC228P-01Y，电阻R5和电阻R6阻值相同；电阻R7和电阻R8阻值相同。
在高压反馈输出BNC座J1处插装万用表，测量电平作为外部测量到的电平值，或者连接直流电源控制高压模块HA的输出。
当使用外部直流电源来调节高压模块HA的输出电压时，可调电位器R1中心抽头处于地电位，高压反馈输出BNC座J1连接直流电压作为控制信号，即高压反馈输出BNC座J1的外圈电极接直流电压，通过直流电压的控制信号调节高压模块HA的输出电压HV值；或者当使用可调电位器R1调节高压模块HA的输出电压时，可调电位器R1中心抽头不处于地电位，通过可调电位器R1中心抽头位置移动并通过高压反馈输出BNC座J1检测电平实时调节高压模块HA的输出电压HV值。
本发明脱开可调电位器R1的中心抽头到高压模块HA连接，增加电阻R5和R6，电阻R5和R6相连，并将连接点也接入到运放的同相输入端；R5的另一端与电阻R2相连，并同时连接到高压反馈输出BNC座J1的中心针输出高压的反馈电平值；R6的另一端连接到可调电位器R1的中心抽头R1-2脚；高压模块“Adj”端连接到运放U1的输出端U1-6；在R3到地之间串接入一个电阻R4，由R4连接到地。
具体实施中，兼容原先高压调节方法的高压反馈输出值与实际高压值之间的比例关系，附图1中各电阻的阻值分别是：R2＝1000M，R3＝100K，R4＝1K，R5＝5.1M，R6＝5.1M，R7＝10K，R8＝10K。
一方面，当调节光电倍增管的高压值时，仍然是只需要调节电位器R1的中心抽头端2，当电位器R1的中心抽头端2的电压为1V时，通过电阻R6、R5及R2和R3的分压，得到0.505V，经过运放U1的两倍放大，输入到高压模块HA的Adj脚的电压值为1.010V，那么高压模块HA的高压输出值HV为252.5V，而R3、R4、R5、R6及R1组合后的电阻值仍为100K，可以继续以1000；1的比例关系进行推算。
而另一方面，在调节需要时，将电位器R1的中心抽头端2调节到底，即调节到图1中左端，使得电位器R1的中心抽头端2处于地电位，这时在高压反馈输出BNC座J1接入0～5V的直流电压作为控制信号，就可以调节高压模块HA的输出电压HV值。
当输入到BNC座J1的直流电压为1V时，U1的同相端3脚的电平为0.5V,经过两倍放大，U1的输出端6脚的电平为1V，即高压模块的“Adj”脚电压为1V，高压模块HA的输出电压HV值为250V；当输入到BNC座J1的直流电压为5V时，U1的同相端3脚的电平为2.5V,经过两倍放大，U1的输出端6脚的电平为5V，即高压模块的“Adj”脚电压为5V，高压模块HA的输出电压HV值为1250V。也就是说，这时高压模块HA的输出电压HV值与输入到BNC座J1的直流电平值的比例关系为250；1。
Claims (6)
1.一种光电倍增管专用高压电源的输出电压调节装置，其特征在于：包括高压模块HA、高压反馈输出BNC座J1、运放U1、可调电位器R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8；高压模块HA的HV端和电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端经高压反馈输出BNC座J1接地，电阻R2的另一端和电阻R3连接，高压模块HA的MAX脚和MIN脚之间经可调电位器R1连接，高压模块HA的MIN脚和GND脚均接地；高压模块HA的Vin脚连接电源电压VCC，电阻R2的另一端依次经电阻R3、电阻R4接地，电阻R2的另一端经电阻R5和运放U1的同相输入端连接，运放U1的同相输入端经电阻R6连接到可调电位器R1的中心抽头，运放U1的反相输入端经电阻R7接地，运放U1的反相输入端经电阻R8连接到运放U1的输出端，运放U1的输出端连接到高压模块HA的ADJ脚。
2.根据权利要求1所述的一种光电倍增管专用高压电源的输出电压调节装置，其特征在于：所述的高压模块HA的HV端输出高压电源，连接到光电倍增管。
3.根据权利要求1所述的一种光电倍增管专用高压电源的输出电压调节装置，其特征在于：所述的可调电位器R1的中心抽头和高压反馈输出BNC座J1均安装于试验仪表的面板上。
4.根据权利要求1所述的一种光电倍增管专用高压电源的输出电压调节装置，其特征在于：所述的可调电位器R1中心抽头处于地电位，高压反馈输出BNC座J1连接直流电压作为控制信号，通过直流电压的控制信号调节高压模块HA的输出电压HV值；或者所述的可调电位器R1中心抽头不处于地电位，通过可调电位器R1中心抽头位置移动并通过高压反馈输出BNC座J1检测电平实时调节高压模块HA的输出电压HV值。
5.根据权利要求1所述的一种光电倍增管专用高压电源的输出电压调节装置，其特征在于：所述的电阻R2的另一端连接到高压反馈输出BNC座J1的中心针电极，高压反馈输出BNC座J1的外圈电极接地。
6.根据权利要求1所述的一种光电倍增管专用高压电源的输出电压调节装置，其特征在于：所述的电阻R5和所述的电阻R6阻值相同；所述的电阻R7和所述的电阻R8阻值相同。
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