CN214154473U - 一种脉冲检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脉冲检测电路，包括：用于连接探测器的探测器连接端，用于为探测器提供供电电源的高压电源，连接探测器连接端和高压电源用于对供电电源进行滤波的高压滤波电路，连接探测器连接端和高压滤波电路的隔离电路，与隔离电路依次级联连接、用于对通量信号依次放大的第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路，以及连接第三放大电路以输出通量信号的信号输出端。实施本实用新型能够提高测量精度。

Description

一种脉冲检测电路

技术领域

本实用新型涉及脉冲检测技术领域，更具体地说，涉及一种脉冲检测电路。

背景技术

涂硼正比计数管通常用于热中子通量探测，这种探测器输出的脉冲频率范围大概在0～10MHz之间，且与探测到的中子通量成正比。探测器输出的脉冲信号相当微弱，并且脉冲的上升和下降时间小于10ns，这要求放大电路有比较大的带宽以及高信噪比。由于探测器需要外加高压电源，而高压电源噪声会耦合进入信号放大电路，使得整个电路的信噪比变低。而现有的高压电源采用的滤波网络对高压电源的噪声消除并不是很明显。在一些选用耐高压电阻在长期的工作中，该电阻容易受到高压电源的电压冲击造成电阻发热甚至烧坏。同时，现有常用的放大电路结构上也会导致噪声增益增加，从而降低信噪比。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述部分技术缺陷，提供一种脉冲检测电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种脉冲检测电路，包括：用于连接探测器的探测器连接端，用于为所述探测器提供供电电源的高压电源，连接所述探测器连接端和所述高压电源用于对所述供电电源进行滤波的高压滤波电路，连接所述探测器连接端和所述高压滤波电路的隔离电路，与所述隔离电路依次级联连接、用于对所述通量信号依次放大的第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路，以及连接所述第三放大电路以输出所述通量信号的信号输出端。

优选地，所述第一放大电路包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C5、电容C6和电容C7；

所述三极管Q1的基极连接所述电阻R4的第一端、所述电阻R5的第一端和所述电容C5的第一端，所述电容C5的第二端连接所述隔离电路，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述电阻R7的第一端和所述电容C6的第一端；

所述三极管Q2的基极连接所述电容C6的第二端和所述电阻R8的第一端，所述三极管Q2的发射极连接所述电阻R5的第二端和所述电阻R6的第一端，所述电阻R6的第二端接地，所述三极管Q2的集电极连接所述电阻R9的第一端和所述电容C7的第一端，所述电容C7的第二端连接第二放大电路，所述电阻R4的第二端、所述电阻R7的第二端、所述电阻R8的第二端和所述电阻R9的第二端分别连接一个供电电源。

优选地，所述三极管Q1和所述三极管Q2的型号为BFR92。

优选地，所述第二放大电路包括运算放大器A1、电容C8、电阻R10、电阻R11和电阻R12；

所述运算放大器A1的同相输入端连接所述第一放大电路的输出端和所述电阻R10的第一端，所述运算放大器A1的反相输入端连接所述电阻R11的第一端和所述电阻R12的第一端，所述运算放大器A1的输出端连接所述电容C8的第一端和所述电阻R12的第二端，所述电容C8的第二端连接所述第三放大电路，所述电阻R10的第二端和所述电阻R11的第二端均接地。

优选地，所述运算放大器A2为电流反馈型运算放大器。

优选地，所述第三放大电路包括运算放大器A2、电阻R13、电阻R14和电阻R15；

所述运算放大器A2的同相输入端连接所述第二放大电路和所述电阻R13的第一端，所述运算放大器A2的反相输入端连接所述电阻R14的第一端和所述电阻R15的第一端，所述运算放大器A2的输出端连接所述电阻R15的第二端，所述电阻R13的第二端和所述电阻R14的第二端均接地。

优选地，所述运算放大器A2为电流反馈型运算放大器。

优选地，所述隔离电路包括电容C4、二极管D4、二极管D3和电阻R3；

所述电容C4的第一端连接所述探测器连接端和所述高压滤波电路的输出端，所述电容C4的第二端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接连接所述第一放大电路的输入端、所述二极管D4的阳极和所述二极管D3的阴极，所述二极管D4的阴极和所述二极管D3的阳极均接地。

优选地，所述高压滤波电路包括：磁珠FB1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1和二极管D2；

所述磁珠FB1的第一端连接所述高压电源、所述电容C1的第一端和所述二极管D2的阳极，所述磁珠FB1的第二端连接所述电阻R1的第一端和所述电容C2的第一端，所述二极管D2的阴极连接所述二极管D1的阳极、所述电阻R1的第二端、所述电阻R2的第一端和所述电容C3的第一端，所述二极管D1的阴极连接所述探测器连接端和所述电阻R2的第二端，所述电容C1的第二端、所述电容C2的第二端和所述电容C3的第二端接地。

优选地，所述电容C1、所述电容C2和所述电容C3均为高压电容。

实施本实用新型的一种脉冲检测电路，具有以下有益效果：提高测量精度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一种脉冲检测电路的逻辑框图；

图2是本实用新型一种脉冲检测电路一实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和图2所示，在本实用新型的一种脉冲检测电路第一实施例中，包括：用于连接探测器的探测器连接端，用于为探测器110提供供电电源的高压电源120，连接探测器连接端和高压电源120用于对供电电源进行滤波的高压滤波电路130，连接探测器连接端和高压滤波电路130的隔离电路140，与隔离电路140依次级联连接、用于对通量信号依次放大的第一放大电路150、第二放大电路160和第三放大电路170，以及连接第三放大电路170以输出通量信号的信号输出端。具体的，探测器连接端用来连接探测器，其中探测器110可以进行热中子通量探测，其根据探测到的中子通量对应的输出脉冲信号即通量信号，其中，高压电源120输出的供电单元通过高压滤波电路130进行滤波处理，隔离电路140用来防止高压滤波电路130的输出电压进入后级的放大电路。通信信号经隔离电路140依次输入至第一放大电路150、第二放大电路160和第三放大电路170进行依次放大，并最终通过第三放大电路170输出放大后的通量信号至信号输出端，以提供至后级处理电路进行信号的处理。其中通过级联连接第一放大电路150、第二放大电路160和第三放大电路170构成三级放大电路可以保证电路具有良好的放大能力，第二放大电路160的增益要高于第三放大电路170的增益，避免第二放大电路160的噪声过于放大。其中可以设置第一放大电路150增益为34dB，设置第二放大电路160增益为26dB，设置第三放大电路170的增益为20dB，以保证检测电路的整体最高增益可以达到80dB，并保证良好的信噪比。在一些实施例中，探测器110为正比计数管。

如图2所示，在一实施例中，第一放大电路150包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C5、电容C6和电容C7；三极管Q1的基极连接电阻R4的第一端、电阻R5的第一端和电容C5的第一端，电容C5的第二端连接隔离电路140，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接电阻R7的第一端和电容C6的第一端；三极管Q2的基极连接电容C6的第二端和电阻R8的第一端，三极管Q2的发射极连接电阻R5的第二端和电阻R6的第一端，电阻R6的第二端接地，三极管Q2的集电极连接电阻R9的第一端和电容C7的第一端，电容C7的第二端连接第二放大电路160，电阻R4的第二端、电阻R7的第二端、电阻R8的第二端和电阻R9的第二端分别连接一个供电电源。具体的，第一放大电路150由三极管Q1和三极管Q2构成并联电流负反馈放大电路，其中电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9为三极管Q1和Q2提供偏置电路，电容C5、电容C6、电容C7作为耦合电容，电阻R4的一端连接电源正极，电阻R4的另一端连接三极管Q1的基极，电阻R5一端连接至三极管Q1的基极，另一端连接至三极管Q2的发射极，电阻R6的一端连接至三极管Q2的发射极，电阻R6另一端连接至信号地，电阻R7的一端连接至三极管Q1的集电极，另一端连接电源正极，电阻R8一端连接至三极管Q2的基极，另一端连接电源正极，电阻R9的一端连接至三极管Q2的集电极，另一端连接电源正极，电容C6的一端连接至三极管Q1的集电极，另一端连接至三极管Q1的基极，电容C7一端连接至三极管Q2的集电极，另一端连接至下一级放大电路即第二放大电路160的输入端。其中，在一些实施例中，三极管Q1和三极管Q2采用的是射频三极管BFR92，具有低噪声系数和高增益带宽。

可选的，第二放大电路160包括运算放大器A1、电容C8、电阻R10、电阻R11和电阻R12；运算放大器A1的同相输入端连接第一放大电路150的输出端和电阻R10的第一端，运算放大器A1的反相输入端连接电阻R11的第一端和电阻R12的第一端，运算放大器A1的输出端连接电容C8的第一端和电阻R12的第二端，电容C8的第二端连接第三放大电路170，电阻R10的第二端和电阻R11的第二端均接地。具体的，电阻R10一端连接至运算放大器A1的同相端，另一端连接至信号地，电阻R11一端连接至运算放大器A1的反相端，另一端连接至运算放大器A1的输出端，电阻R12一端连接至运算放大器A1的反相端，另一端连接至信号地，电容C8一端连接至运算放大器A1的输出端，另一端连接至第三放大电路170的输入端。在一实施例中，运算放大器A1采用电流反馈型运算放大器，构成同相比例放大电路的形式，提高输入阻抗，外围电阻采用低阻值的薄膜电阻，使得电阻的热噪声最小，以提高电路的信噪比。

可选的，第三放大电路170包括运算放大器A2、电阻R13、电阻R14和电阻R15；运算放大器A2的同相输入端连接第二放大电路160和电阻R13的第一端，运算放大器A2的反相输入端连接电阻R14的第一端和电阻R15的第一端，运算放大器A2的输出端连接电阻R15的第二端，电阻R13的第二端和电阻R14的第二端均接地。具体的，电阻R13一端连接至运算放大器A2的同相端，另一端连接至信号地，电阻R15一端连接至运算放大器A2的反相端，另一端连接至运算放大器A2的输出端，电阻R14一端连接至运算放大器A2的反相端，另一端连接至信号地。在一实施例中，运算放大器A2采用电流反馈型运算放大器，构成同相比例放大电路的形式，提高输入阻抗，外围电阻采用低阻值的薄膜电阻，使得电阻的热噪声最小，以提高电路的信噪比。

可选的，隔离电路140包括电容C4、二极管D4、二极管D3和电阻R3；电容C4的第一端连接探测器连接端和高压滤波电路130的输出端，电容C4的第二端连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接连接第一放大电路150的输入端、二极管D4的阳极和二极管D3的阴极，二极管D4的阴极和二极管D3的阳极均接地。具体的，电容C4、二极管D4、二极管D3和电阻R3组成隔离电路140实现信号的隔离。

可选的，高压滤波电路130包括：磁珠FB1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1和二极管D2；磁珠FB1的第一端连接高压电源120、电容C1的第一端和二极管D2的阳极，磁珠FB1的第二端连接电阻R1的第一端和电容C2的第一端，二极管D2的阴极连接二极管D1的阳极、电阻R1的第二端、电阻R2的第一端和电容C3的第一端，二极管D1的阴极连接探测器连接端和电阻R2的第二端，电容C1的第二端、电容C2的第二端和电容C3的第二端接地。具体的，其中二极管D1对电阻R2提供电压保护，二极管D2对铁氧体磁珠FB1和电阻R1提供电压保护，从而避免了常规手段中必须选用的耐高压电阻。同时铁氧体磁珠FB1和高压电容C1、C2构成π型滤波器，因铁氧体磁珠将高频噪声转换成热能，所以不会直接产生电流，也不会对电源产生直接影响，因此铁氧体磁珠对高压电源120的噪声消除具有很好的效果。之后，电阻R1和高压电容C3构成低通滤波器，更进一步对高压电源120进行滤波。其中电容C1、电容C2、电容C3和电容C4可以采用高压薄膜电容，具有高稳定性和良好的高频特性。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种脉冲检测电路，其特征在于，包括：用于连接探测器的探测器连接端，用于为所述探测器提供供电电源的高压电源，连接所述探测器连接端和所述高压电源用于对所述供电电源进行滤波的高压滤波电路，连接所述探测器连接端和所述高压滤波电路的隔离电路，与所述隔离电路依次级联连接、用于对所述探测器的通量信号依次放大的第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路，以及连接所述第三放大电路以输出所述通量信号的信号输出端。

2.根据权利要求1所述的脉冲检测电路，其特征在于，所述第一放大电路包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C5、电容C6和电容C7；

所述三极管Q1的基极连接所述电阻R4的第一端、所述电阻R5的第一端和所述电容C5的第一端，所述电容C5的第二端连接所述隔离电路，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述电阻R7的第一端和所述电容C6的第一端；

所述三极管Q2的基极连接所述电容C6的第二端和所述电阻R8的第一端，所述三极管Q2的发射极连接所述电阻R5的第二端和所述电阻R6的第一端，所述电阻R6的第二端接地，所述三极管Q2的集电极连接所述电阻R9的第一端和所述电容C7的第一端，所述电容C7的第二端连接第二放大电路，所述电阻R4的第二端、所述电阻R7的第二端、所述电阻R8的第二端和所述电阻R9的第二端分别连接一个供电电源。

3.根据权利要求2所述的脉冲检测电路，其特征在于，所述三极管Q1和所述三极管Q2的型号为BFR92。

4.根据权利要求1所述的脉冲检测电路，其特征在于，所述第二放大电路包括运算放大器A1、电容C8、电阻R10、电阻R11和电阻R12；

所述运算放大器A1的同相输入端连接所述第一放大电路的输出端和所述电阻R10的第一端，所述运算放大器A1的反相输入端连接所述电阻R11的第一端和所述电阻R12的第一端，所述运算放大器A1的输出端连接所述电容C8的第一端和所述电阻R12的第二端，所述电容C8的第二端连接所述第三放大电路，所述电阻R10的第二端和所述电阻R11的第二端均接地。

5.根据权利要求4所述的脉冲检测电路，其特征在于，所述运算放大器A2为电流反馈型运算放大器。

6.根据权利要求1所述的脉冲检测电路，其特征在于，所述第三放大电路包括运算放大器A2、电阻R13、电阻R14和电阻R15；

所述运算放大器A2的同相输入端连接所述第二放大电路和所述电阻R13的第一端，所述运算放大器A2的反相输入端连接所述电阻R14的第一端和所述电阻R15的第一端，所述运算放大器A2的输出端连接所述电阻R15的第二端，所述电阻R13的第二端和所述电阻R14的第二端均接地。

7.根据权利要求6所述的脉冲检测电路，其特征在于，所述运算放大器A2为电流反馈型运算放大器。

8.根据权利要求1所述的脉冲检测电路，其特征在于，所述隔离电路包括电容C4、二极管D4、二极管D3和电阻R3；

所述电容C4的第一端连接所述探测器连接端和所述高压滤波电路的输出端，所述电容C4的第二端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接连接所述第一放大电路的输入端、所述二极管D4的阳极和所述二极管D3的阴极，所述二极管D4的阴极和所述二极管D3的阳极均接地。

9.根据权利要求1所述的脉冲检测电路，其特征在于，所述高压滤波电路包括：磁珠FB1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1和二极管D2；

所述磁珠FB1的第一端连接所述高压电源、所述电容C1的第一端和所述二极管D2的阳极，所述磁珠FB1的第二端连接所述电阻R1的第一端和所述电容C2的第一端，所述二极管D2的阴极连接所述二极管D1的阳极、所述电阻R1的第二端、所述电阻R2的第一端和所述电容C3的第一端，所述二极管D1的阴极连接所述探测器连接端和所述电阻R2的第二端，所述电容C1的第二端、所述电容C2的第二端和所述电容C3的第二端接地。

10.根据权利要求9所述的脉冲检测电路，其特征在于，所述电容C1、所述电容C2和所述电容C3均为高压电容。

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