CN110048705A - 一种光电倍增管有源偏置电路 - Google Patents

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刘思平
李晨
张志勇
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Shanghai Renji Instrument Co Ltd
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SHANGHAI ERGONOMICS DETECTING INSTRUMENT CO Ltd
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Abstract

本发明公开了一种光电倍增管有源偏置电路，包括电压跟随器和分压器，所述电压跟随器和所述分压器的数量与光电倍增管的倍增电极数相等，供电电压分别经与所述分压器分压后经所述电压跟随器加载于对应的倍增电极上。本发明利用电压跟随器和分压器共同作用对供电电压进行处理，稳定光电倍增管中各倍增电极所需电压，稳压效果更好功耗更低，光电倍增管中的倍增电极和阳极之间的电流变化对分压器的影响几乎为零。

Description

一种光电倍增管有源偏置电路
技术领域
本发明涉及一种偏置电路，尤其是涉及一种光电倍增管有源偏置电路。
背景技术
光电倍增管是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。光电倍增管应用于光学测量仪器和光谱分析仪器中，它能在低能级光度学和光谱学方面测量波长 200～1200纳米的极微弱辐射功率。闪烁计数器、激光检测仪等、电视电影以及图像传送等领域均扩大了光电倍增管的使用，此外，光电倍增管被广泛应用于冶金、电子、机械、化工、地质、医疗、核工业、天文和宇宙空间研究等领域。
光电倍增管使用过程中，偏置电路为其重要电路之一。目前，行业中光电倍增管偏置电路绝大部分都是采用无源偏置，主要结构包含光电倍增管、串联电阻。其作用原理：在阳极A和阴极K之间加上高压，串联电阻R0-Rn对加载的电压进行分压后为光电倍管提供偏置电压，R0-Rn将高压分割成所需要的梯度递增的倍增电压提供给光电倍增管各个倍增电极使用，其原理图如图1所示。
现有的光电倍增管无源偏置电路设计简单，但偏置电压均分非线性，光电倍增管增益非线性，功耗大。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种电压均分线性度高，功耗低的光电倍增管有源偏置电路。
为实现本发明的目的，在此所提供的光电倍增管有源偏置电路包括电压跟随器和分压器，所述电压跟随器和所述分压器的数量与光电倍增管的倍增电极数相等，供电电压分别经与所述分压器分压后经所述电压跟随器加载于对应的倍增电极上。
进一步的，本发明所提供的有源偏置电路还包括对电压进行稳压的稳压器。
进一步的，本发明所提供的有源偏置电路还包括对电阻RL，供电电压经所述电阻RL加载于所述分压器上。
具体的，所述电压跟随器为电压性场效应晶体管。
具体的，所述分压器为电阻。
本发明的有益效果是：本发明利用电压跟随器和分压器共同作用对供电电压进行处理，稳定光电倍增管中各倍增电极所需电压，稳压效果更好功耗更低，光电倍增管中的倍增电极和阳极之间的电流变化对分压器的影响几乎为零。
采用稳压器对电压进行稳压，保护了电路，进一步提高了偏置电压的线性度和稳定性，同时大大减少了功耗。
附图说明
图1为现有的无源偏置电路的电路连接图；
图2为本发明所提供的有源偏置电路的电路连接图。
具体实施方式
在此结合示例对本发明所提供的技术方案做进一步说明，本发明所提供的示例已在附图中体现。
为了解决现有的无源偏置电路非线性和功耗大的问题，本发明提供一种光电倍增管有源偏置电路，该有源偏置电路具有偏置电压均分线性度高，光电倍增管增益线性度高，功耗低等特点。
图2图解了本发明所提供的光电倍增管有源偏置电路的电路结构，以及与光电倍增管的连接关系，如图2所示，本发明提供的光电倍增管有源偏置电路包括了电压跟随器和分压器，电压跟随器和分压器的数量与光电倍增管的倍增电极数相等，加载于光电倍增管阳极A和阴极K之间的电压，分别经分压器和电压跟随器加载于光电倍增管的倍增电极上，即光电倍增管中的每个倍增电极上的电压经分压器和电压跟随器加载。
在一些实施方式中，为了更好地稳定加载于倍增电极上的电压，更一步保护保护电路，还包括对加载于倍增电极上的电压进行稳压的稳压器，该稳压器可以采用现有的任何一种，在此采用稳压二极管。
本发明所记载的分压器和电压跟随器可以采用现有的任何一种，在此采用电阻作为分压器，电压性场效应晶体管作为电压跟随器。
本发明所提供的有源偏置电路可以用于驱动任何一种光电倍增管，在此结合附图2对其驱动光电倍增管的具体原理进行说明。
如图2所示，光电倍增管包括了n个倍增电极，分别为D1～Dn，对应的包括有n个分压器，分别为R0～Rn，以及n个电压跟随器，分别为Q1～Qn。分压器R0～Rn串联于光电倍增管的阳极A和阴极K之间，电压跟随器Qn的漏极连接于光电倍增管的阳极A，源极端接电压跟随器Qn-1的漏极；电压跟随器Qn-1的源极接电压跟随器Qn-2的漏极端，依次连接，最终电压跟随器Q1的源极接光电倍增管的阴极K；电压跟随器Q1～Qn的栅极端分别连接于分压器R0～Rn的输出。
此外，在电压跟随器Q1～Qn的源极和栅极之间分别连接稳压器ZD1～ZDn，用于进行稳压，减少了电压波动，避免了因电压波动对倍增电极造成的。
记载于光电倍增管阳极A和阴极K上电压，经串联的分压器将加载的电压分割成光电倍增管中各倍增电极的倍增电压并加载于连接于各分压器输出的电压跟随器使电压跟随器导通将分压后的电压加载于光电倍增管的倍增电极上供光电倍增管各个倍增电极使用。利用电压跟随器对分压器输出的电压进行稳压，稳压效果更好功耗更低，倍增电极和阳极A之间的电流变化对串联的分压器的影响几乎为零。
此外，图2中电阻RL具有两个作用，一方面是输出阻抗匹配，另一方面是将电流信号转为电压信号以便输出；R的作用是为电压跟随器提供静态工作点。
其中，分压器R0～Rn可以采用现有的任何一种，在此采用电阻，各电阻的阻值根据所要驱动的倍增电极所需的工作电压不同而不同；电压跟随器Q1～Qn 可以采用现有的任何一种，在此采用电压性场效应晶体管。
为了更好地体现本发明所提供的有源偏置电路具有电压均分线性度高，功耗低的有益效果，在此对比测试现有的无源偏置电路和有源偏置电路，在图1和图 2中所示的阴极K出加载高压-1100V，n为10时，无源偏置电路电阻为R＝0.1M Ω，本发明提供的有源偏置电路中的电阻R0～Rn阻值为10MΩ，无源偏置电路功耗为1.1W，当电流达到50微安培时，无源偏置电路的线性度已经偏离了40％，而本发明提供的有源偏置电路功耗仅为0.011W，线性度偏离了不到1％。
本申请采用电压性场效应晶体作用跟随器；其次，采用稳压二极管对电路进行保护，显著提高了偏置电压的线性度和稳定性，同时大大减少了功耗，在便携式仪器中起到非常重要的作用。
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种光电倍增管有源偏置电路，其特征在于：该有源偏置电路包括电压跟随器和分压器，所述电压跟随器和所述分压器的数量与光电倍增管的倍增电极数相等，供电电压分别经与所述分压器分压后经所述电压跟随器加载于对应的倍增电极上。
2.根据权利要求1所述的光电倍增管有源偏置电路，其特征在于：还包括对电压进行稳压的稳压器。
3.根据权利要求1或2所述的光电倍增管有源偏置电路，其特征在于：还包括将电流转换为电压输出的电阻RL。
4.根据权利要求1或2所述的光电倍增管有源偏置电路，其特征在于：还包括为所述电压跟随器提供静态工作点的电阻R。
5.根据权利要求1或2所述的光电倍增管有源偏置电路，其特征在于：所述电压跟随器为电压性场效应晶体管。
6.根据权利要求3所述的光电倍增管有源偏置电路，其特征在于：所述电压跟随器为电压性场效应晶体管。
7.根据权利要求1或2所述的光电倍增管有源偏置电路，其特征在于：所述分压器为电阻。
8.根据权利要求3所述的光电倍增管有源偏置电路，其特征在于：所述分压器为电阻。
9.根据权利要求4所述的光电倍增管有源偏置电路，其特征在于：所述分压器为电阻。
10.根据权利要求5所述的光电倍增管有源偏置电路，其特征在于：所述分压器为电阻。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512755A (en) * 1994-05-20 1996-04-30 Summit World Trade Corp. Gamma camera device
US7005625B1 (en) * 2004-12-06 2006-02-28 Burle Technologies, Inc. Low power stabilized voltage divider network
CN102084312A (zh) * 2008-07-03 2011-06-01 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 用于探测器的有源分压器
US20130264464A1 (en) * 2012-04-05 2013-10-10 Michael Heifets Photo-detector device and a method for biasing a photomultiplier tube
CN104795304A (zh) * 2014-01-16 2015-07-22 上海联影医疗科技有限公司 一种放大倍数可调式pmt分压电路
CN210041790U (zh) * 2019-05-23 2020-02-07 上海仁机仪器仪表有限公司 一种光电倍增管有源偏置电路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512755A (en) * 1994-05-20 1996-04-30 Summit World Trade Corp. Gamma camera device
US7005625B1 (en) * 2004-12-06 2006-02-28 Burle Technologies, Inc. Low power stabilized voltage divider network
CN102084312A (zh) * 2008-07-03 2011-06-01 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 用于探测器的有源分压器
US20130264464A1 (en) * 2012-04-05 2013-10-10 Michael Heifets Photo-detector device and a method for biasing a photomultiplier tube
CN104795304A (zh) * 2014-01-16 2015-07-22 上海联影医疗科技有限公司 一种放大倍数可调式pmt分压电路
CN210041790U (zh) * 2019-05-23 2020-02-07 上海仁机仪器仪表有限公司 一种光电倍增管有源偏置电路

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