CN205407753U - 小电流电荷灵敏前置放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小电流电荷灵敏前置放大器，其包括放大器等，第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、场效应管的源级都与放大器相连，第三电阻、第五电阻、第四电容、第五电容都与比较器相连，场效应管的栅级与第四电阻串联，第八电容与第二二极管并联，第一二极管与第七电阻串联，第六电容、第七电容、第六电阻、变阻器都与单稳态电路相连，变阻器与第二二极管串联，放大器与比较器串联，比较器与单稳态电路串联。本实用新型测量范围量程范围宽，抗电磁干扰强，受温度漂移较小。

Description

小电流电荷灵敏前置放大器

技术领域

本实用新型涉及一种放大器，特别是涉及一种小电流电荷灵敏前置放大器。

背景技术

电流电离室探测器受结构、体积、工艺、转换灵敏度低等因素限制，其输出电流很小，小至lO-15A(fA)，而输出阻抗很高，超过1016欧姆。同时，由于辐射来源复杂，实际发射场包含的粒子种类很多，所含辐射粒子的能量分布很宽，电离室输出的电流范围很宽，从lO-9A一10-15A。因此，要求其测量电路不但能测量fA级微弱信号，而且需要覆盖至少6个数量级。传统的测量方法是电流电压转换法(简称I／V转换)，将高阻抗输入的电流信号变换为低阻抗输出的电压信号，其优点是输入阻抗高，响应时间短，缺点是信号是直流耦合，易受电磁干扰，且对高阻抗元件长时间稳定性不好，受温度漂移影响大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种小电流电荷灵敏前置放大器，其测量范围量程范围宽，抗电磁干扰强，受温度漂移较小。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种小电流电荷灵敏前置放大器，其特征在于，其包括放大器、比较器、单稳态电路U3、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容第六电容、第七电容、第八电容、第一二极管、第二二极管、变阻器、场效应管，第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、场效应管的源级都与放大器相连，第三电阻、第五电阻、第四电容、第五电容、都与比较器相连，场效应管的栅级与第四电阻串联，第八电容与第二二极管并联，第一二极管与第七电阻串联，第六电容、第七电容、第六电阻、变阻器都与单稳态电路相连，变阻器与第二二极管串联，放大器与比较器串联，比较器与单稳态电路串联。

优选地，所述放大器为高输入阻抗的积分运算放大器。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型通过加设高阻抗前置放大器电路、甄别电路、单稳态成型电路及电子开关充放电电路，使得测量范围量程范围宽，抗电磁干扰强，受温度漂移较小。

附图说明

图1为本实用新型小电流电荷灵敏前置放大器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型小电流电荷灵敏前置放大器包括放大器U1、比较器U2、单稳态电路U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第一二极管D1、第二二极管D2、变阻器VAR1、场效应管Q1，第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、场效应管Q1的源级都与放大器U1相连，第三电阻R3、第五电阻R5、第四电容C4、第五电容C5、都与比较器U2相连，场效应管Q1的栅级与第四电阻R4串联，第八电容C8与第二二极管D2并联，第一二极管D1与第七电阻R7串联，第六电容C6、第七电容C7、第六电阻R6、变阻器VAR1都与单稳态电路U3相连，变阻器VAR1与第二二极管D2串联，放大器U1与比较器U2串联，比较器U2与单稳态电路U3串联。

所述放大器为高输入阻抗的积分运算放大器。

在γ射线的作用下，电离室产生一个与γ射线剂量成正比的电流信号，这个电流流到高输入阻抗的放大器，该放大器输出接过零比较器的同相端，比较器的反相输入端接地。设放大器某一时刻输出为低电平，场效应管是断开的，输入电流全部流过第一电容，放大器的输出电压直线上升，一旦放大器输出电压超过反相输入端设定阈值，比较器发生翻转，输出一个高电平，用来触发单稳态电路。单稳态电路的输出使场效应管闭合，产生积分电容器中电荷的放电脉冲，使第一电容放电，放电时间即是单稳电路的暂稳态时间，由变阻器和第六电容决定放电时间，放电电压由第二二极管决定，第四电阻决定放电电流，当放电开始时放大器的输出电压迅速下降，当放大器的输出刚低于比较器的低阈值电压时，比较器又发生翻转，场效应管又断开，然后重复前面的过程，形成输出脉冲序列。充放电频率取决于电离室电流的大小。单稳态电路的输出脉冲经成形电路整形后输出脉冲电平，作为前置放大器的输出。综上所述，本实用新型通过加设高阻抗前置放大器电路、甄别电路、单稳态成型电路及电子开关充放电电路，使得测量范围量程范围宽，抗电磁干扰强，受温度漂移较小。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种小电流电荷灵敏前置放大器，其特征在于，其包括放大器、比较器、单稳态电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一二极管、第二二极管、变阻器、场效应管，第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、场效应管的源级都与放大器相连，第三电阻、第五电阻、第四电容、第五电容、都与比较器相连，场效应管的栅级与第四电阻串联，第八电容与第二二极管并联，第一二极管与第七电阻串联，第六电容、第七电容、第六电阻、变阻器都与单稳态电路相连，变阻器与第二二极管串联，放大器与比较器串联，比较器与单稳态电路串联。

2.如权利要求1所述的小电流电荷灵敏前置放大器，其特征在于，所述放大器为高输入阻抗的积分运算放大器。