JP2548173B2 - Integrator automatic zero circuit - Google Patents
Integrator automatic zero circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 光電子増倍管（以下、ホトマルと称す）の出力電圧を
積分して微弱信号を計測する機器、例えば放射線計測器
等に用いられる積分器自動零点回路に関するものであ
る。Description: INDUSTRIAL APPLICABILITY A device for measuring a weak signal by integrating an output voltage of a photomultiplier tube (hereinafter referred to as “photomultiplier”), for example, an integrator automatic zero-point circuit used in a radiation measuring instrument or the like. It is about.
従来の技術 従来の積分器零点回路を第２図に示す。第２図におい
て、第１リレーのコイルRL1への通電をオフ（スイッチS
W1をオフ）、第２リレーのコイルRL2への通電をオン
（スイッチSW2をオン）にすれば、本回路は積分器とし
て動作し、ホトマル１の出力電流はオペアンプ２と積分
器６とにより積分された後、A/D変換器３でデジタル量
に変換されて制御部４に取込まれる。2. Related Art A conventional integrator zero point circuit is shown in FIG. In FIG. 2, the coil RL1 of the first relay is turned off (switch S
If W1 is turned off and the coil RL2 of the second relay is turned on (switch SW2 is turned on), this circuit operates as an integrator, and the output current of Photomaru 1 is integrated by operational amplifier 2 and integrator 6. After that, it is converted into a digital amount by the A / D converter 3 and taken into the control unit 4.
一方、積分を行なっていない間は、逆に第１リレーの
コイルRL1への通電をオン、第２リレーのコイルRL2への
通電をオフにして、オペアンプ２の増幅器として動作さ
せる。On the other hand, while the integration is not performed, the energization to the coil RL1 of the first relay is turned on and the energization to the coil RL2 of the second relay is turned off to operate as the amplifier of the operational amplifier 2.
発明が解決しようとする問題点 一般にホトマル１は、温度の変化あるいは経時変化に
より、暗電流が大きく変化し、それを打ち消すために、
ボリュウム５を回して、オペアンプ２が増幅器として動
作している時の出力電圧を0Vに調節してから積分を開始
せねばならず、調整が非常に煩雑であった。Problems to be Solved by the Invention Generally, in the Photomar 1, in order to cancel the dark current due to a large change in dark current due to a change in temperature or a change over time,
The adjustment was very complicated because the volume 5 had to be turned to adjust the output voltage when the operational amplifier 2 was operating as an amplifier to 0V before starting the integration.
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明は、光電子増倍管
の出力信号を積分もしくは増幅する第１オペアンプと、
その出力信号をデジタル化するA/D変換器と、前記第１
オペアンプの出力信号をサンプル・ホールドするサンプ
ル・ホールド回路と、このサンプル・ホールド回路の出
力信号を増幅する第２オペアンプと、その出力を前記光
電子増倍管の出力に印加する抵抗と、上記A/D変換器の
データを収集する制御部を具備し前記第１オペアンプの
積分動作直前の増幅動作の出力電圧を前記サンプル・ホ
ールド回路で保持し、この保持した電圧でもって、前記
第１オペアンプの積分動作中の零点を補正することを特
徴とするものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a first operational amplifier for integrating or amplifying an output signal of a photomultiplier tube,
An A / D converter for digitizing the output signal, and the first
A sample and hold circuit for sampling and holding the output signal of the operational amplifier, a second operational amplifier for amplifying the output signal of the sample and hold circuit, a resistor for applying its output to the output of the photomultiplier tube, and the above A / The sample-hold circuit holds the output voltage of the amplifying operation of the first operational amplifier immediately before the integrating operation, and the integrated voltage of the first operational amplifier is held by the held voltage. The feature is that the zero point during operation is corrected.
作用 上記構成によって、ホトマルの暗電流は１時間以上に
渡ってゆっくりと変化していくため短時間の積分時間内
では変化しないという特性を利用して、第１オペアンプ
が増幅器として動作している間の出力電圧を読み取り、
第１オペアンプが積分器として動作中の出力電圧を、前
記増幅器動作中の出力電圧を用いて補正する。Action With the above configuration, the dark current of Photomaru changes slowly over 1 hour or more, so that it does not change within a short integration time, while the first operational amplifier operates as an amplifier. Read the output voltage of
The output voltage of the first operational amplifier operating as an integrator is corrected using the output voltage of the amplifier operating.
実施例 本発明の実施例を第１図に示す。第１図においてホト
マル１の出力電流は、第１オペアンプ２で積分あるいは
増幅され、その出力はA/D変換器３およびサンプル・ホ
ールド回路５に入力される。A/D変換器３の出力は制御
部４に入力される。サンプル・ホールド回路５の出力は
第２オペアンプ７に入力され、その出力は抵抗11を通じ
てホトマル１の出力部に接続されている。第２オペアン
プ７には、ボリュウム６が接続されている。制御部４に
は、ホールド開始信号８と積分開始信号９が印加され、
制御部からはホールド指令10と第１リレーのコイルRL1,
第２リレーのコイルRL2へ制御指令が出力される。Embodiment An embodiment of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, the output current of the photomultiplier 1 is integrated or amplified by the first operational amplifier 2, and its output is input to the A / D converter 3 and the sample and hold circuit 5. The output of the A / D converter 3 is input to the control unit 4. The output of the sample and hold circuit 5 is input to the second operational amplifier 7, and the output thereof is connected to the output part of the photomultiplier 1 through the resistor 11. The volume 6 is connected to the second operational amplifier 7. A hold start signal 8 and an integration start signal 9 are applied to the control unit 4,
From the control section, hold command 10 and coil RL1, of the first relay
A control command is output to the coil RL2 of the second relay.
次に、上記構成における動作について説明する。 Next, the operation of the above configuration will be described.
まず、ホールド開始信号までの動作について説明す
る。First, the operation up to the hold start signal will be described.
制御部４にホールド開始信号８及び積分開始信号９が
印加されていない時、第１リレーのコイルRL1への通電
がオン、第２リレーのコイルRL2への通電がオフ、よっ
て第１スイッチSW1はオン、第２スイッチSW2はオフであ
り、第１オペアンプ２は増幅器として動作している。サ
ンプル・ホールド回路５には、ホールド指令10が印加さ
れていないのでサンプル・ホールド回路５はサンプル状
態、即ち第１オペアンプ２の出力値の変動に従ってサン
プル・ホールド回路５の出力値が変動する状態である。
この状態ではホトマル１の暗電流が変化すると、第１オ
ペアンプ２の出力が変化し、サンプル・ホールド回路５
を経て第２オペアンプ７で増幅された後、抵抗11を介し
て第１オペアンプ２の（−）入力端子に印加されること
により、ホトマル１の暗電流を補償している。しかしな
がら上記回路では暗電流を完全に補償することは困難で
あり、で後述するように制御部４での補正が必要とな
ってくる。When the hold start signal 8 and the integration start signal 9 are not applied to the control section 4, the coil RL1 of the first relay is energized, the coil RL2 of the second relay is deenergized, and thus the first switch SW1 is On, the second switch SW2 is off, and the first operational amplifier 2 operates as an amplifier. Since the hold command 10 is not applied to the sample-hold circuit 5, the sample-hold circuit 5 is in the sample state, that is, in the state where the output value of the sample-hold circuit 5 changes according to the change of the output value of the first operational amplifier 2. is there.
In this state, when the dark current of Photomaru 1 changes, the output of the first operational amplifier 2 changes, and the sample and hold circuit 5
After being amplified by the second operational amplifier 7, the dark current of the photomultiplier 1 is compensated by being applied to the (−) input terminal of the first operational amplifier 2 via the resistor 11. However, it is difficult for the above circuit to completely compensate for the dark current, so that the correction by the control unit 4 becomes necessary as described later.
その補正に用いるため、制御部４は第１オペアンプ２
の出力電圧（この非積分時の出力電圧をVcompとする）
をA/D変換器３を介して常時サンプリングを行い、常に
最新の出力電圧Vcompの値を取り込むようにしている。The control unit 4 uses the first operational amplifier 2 for correction.
Output voltage (The output voltage at this non-integration is V comp )
Is constantly sampled via the A / D converter 3 so that the latest value of the output voltage V comp is always taken in.
次に、ホールド開始信号印加時の動作について説明
する。ホールド開始信号８が制御部４へ印加されると、
制御部４はホールド指令10をサンプル・ホールド回路５
に印加してサンプル・ホールド回路５の出力電圧をホー
ルドする。Next, the operation when the hold start signal is applied will be described. When the hold start signal 8 is applied to the control unit 4,
The control unit 4 sends the hold command 10 to the sample / hold circuit 5
To hold the output voltage of the sample and hold circuit 5.
次に、積分開始信号印加時の動作について説明す
る。Next, the operation when the integration start signal is applied will be described.
ホールド開始信号10が印加されて、サンプル・ホール
ド回路５をホールド状態のままで積分開始信号９が制御
部４に印加されると第１リレーのコイルRL1への通電が
オフ、第２のリレーのコイルRL2への通電がオンに、即
ち、スイッチSW1がオフ、スイッチSW2がオンとなる。こ
の状態では第１オペアンプ２は積分動作を開始し、制御
部は一定時間積分動作を行ない、第１オペアンプ２の出
力電圧（この積分時の出力電圧をVINTとする）をA/D変
換器３から取込む。When the hold start signal 10 is applied and the integration start signal 9 is applied to the control section 4 while the sample / hold circuit 5 is held, the coil RL1 of the first relay is de-energized and the second relay Energization of the coil RL2 is turned on, that is, the switch SW1 is turned off and the switch SW2 is turned on. In this state, the first operational amplifier 2 starts the integration operation, the control section performs the integration operation for a certain period of time, and the output voltage of the first operational amplifier 2 (the output voltage at the time of integration is V INT ) is the A / D converter. Take in from 3.
ホトマル１の出力電流が暗電流idだけである状態で、
抵抗11から流れ込む電流をiR、idとiRとの和をｉとし、
帰還抵抗をRfbとすれば、Vcompは次式で表される。With the output current of Photomaru 1 being only the dark current i d ,
The current flowing from the resistor 11 i R, the sum of i d and i R and i,
If the feedback resistance is R fb , then V comp is expressed by the following equation.
Vcomp＝−Rfb・ｉ＋ｂ（ただしｂは定数） ……（１） この時、積分動作を開始し放射線検出出力電流isが発
生するものとすれば、積分器の出力電圧VINTは、積分容
量をＣとすれば （ただしａは定数）であり 積分時間Ｔは短時間（例えば10秒以下）であるので、
その間ｉは一定と考えて である。V comp = -R fb · i + b (however, b is a constant) (1) At this time, if the radiation detection output current is is generated by starting the integration operation, the output voltage V INT of the integrator is If the capacity is C (However, a is a constant) and the integration time T is short (for example, 10 seconds or less),
In the meanwhile i think i is constant Is.
Vcompは、積分動作直前の第１オペアンプ２の増幅動
作の出力電圧であり、積分動作中は、一定値を保持する
ので、積分出力電圧VINTは放射線検出出力電流isのみに
依存することになる。V comp is the output voltage of the amplification operation of the first operational amplifier 2 immediately before the integration operation, and holds a constant value during the integration operation, so the integration output voltage V INT depends only on the radiation detection output current is. Become.
次に積分動作から増幅動作に変化するとサンプルホー
ルドは解除されるが、暗電流idがΔidだけ変化し、抵抗
11から流れ込む電流irがΔir変化し、Δid＋Δir＝Δｉ
とすると、その時の積分器出力電圧Ｖ′INTは であり、積分時間Ｔの間ｉ及びΔｉは一定と考えて である。Next, when the integration operation changes to the amplification operation, the sample hold is released, but the dark current id changes by Δid and the resistance
The current ir flowing from 11 changes by Δir, and Δid + Δir = Δi
Then, the integrator output voltage V'INT at that time is And that i and Δi are constant during the integration time T Is.
また、 ΔVcomp＝−Rfb・Δｉ＋ｂであるので、 ……（８） である。Also, since ΔV comp = −R fb · Δi + b, then (8) Is.
VcompおよびΔVcompは、積分動作直前の第１オペアン
プの増幅動作の出力電圧であり、積分動作中は一定値を
保持するので、積分出力電圧Ｖ′INTは放射線検出出力
電流isのみに依存することになる。V comp and ΔV comp are output voltages of the amplifying operation of the first operational amplifier immediately before the integrating operation, and hold a constant value during the integrating operation, so the integrated output voltage V ′ INT depends only on the radiation detection output current is. It will be.
つまり、制御部４は、積分動作直前の第１オペアンプ
の出力電圧VcompとΔVcompを保持しておけば、上記
（９）の演算を行なうことにより零点を補償した正しい
積分器出力電圧を得ることができる。That is, if the control unit 4 holds the output voltages V comp and ΔV comp of the first operational amplifier immediately before the integration operation, the control unit 4 obtains a correct integrator output voltage with the zero point compensated by performing the calculation of (9). be able to.
即ち、ホトマルからの出力電流が暗電流しかない状態
での、積分開始直前のVcompおよびΔVcompの値がわかっ
ていれば、その後ホトマルの暗電流や、暗電流補償回路
の第２オペアンプ７のゲインおよびサンプル・ホールド
回路５の特性が変化しても増幅器動作の第１オペアンプ
２の出力電圧VcompおよびΔVcompを用いて暗電流の補償
が可能である。That is, if the values of V comp and ΔV comp just before the start of integration are known when the output current from Photomaru is only dark current, then the dark current of Photomaru and the second operational amplifier 7 of the dark current compensating circuit are detected. Even if the characteristics of the gain and sample-hold circuit 5 are changed, the dark current can be compensated by using the output voltages V comp and ΔV comp of the first operational amplifier 2 which operates as an amplifier.
発明の効果 以上のように、本発明によればホトマルの暗電流が変
化した分および暗電流補償回路の特性が変化した分を共
に自動的に補償するものであり、使用の都度の煩雑なボ
リュウム調整を皆無にすることが出来、極めて有用であ
る。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, both the change in the dark current of Photomar and the change in the characteristics of the dark current compensating circuit are automatically compensated, and the volume is complicated each time it is used. It is extremely useful because it can be adjusted altogether.
第１図は本発明の一実施例を示す自動零点回路を含めた
積分回路図、第２図は従来の積分回路図である。 １……ホトマル（光電子増倍管）、２……第１オペアン
プ、３……A/D変換器、４……制御部、５……サンプル
・ホールド回路、７……第２オペアンプ、11……抵抗。FIG. 1 is an integrating circuit diagram including an automatic zero point circuit showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conventional integrating circuit diagram. 1 ... Photomaru (photomultiplier tube), 2 ... 1st operational amplifier, 3 ... A / D converter, 4 ... Control part, 5 ... Sample and hold circuit, 7 ... 2nd operational amplifier, 11 ... …resistance.
Claims (1)
幅する第１オペアンプと、その出力信号をデジタル化す
るA/D変換器と、前記第１オペアンプの出力信号をサン
プル・ホールドするサンプル・ホールド回路と、このサ
ンプル・ホールド回路の出力信号を増幅する第２オペア
ンプと、その出力を前記光電子増倍管の出力に印加する
抵抗と、上記A/D変換器のデータを収集する制御部を具
備し前記第１オペアンプの積分動作直前の増幅動作の出
力電圧を前記サンプル・ホールド回路で保持し、この保
持した電圧でもって、前記第１オペアンプの積分動作中
の零点を補正することを特徴とする積分器自動零点回
路。1. A first operational amplifier for integrating or amplifying an output signal of a photomultiplier, an A / D converter for digitizing the output signal, and a sample for holding an output signal of the first operational amplifier. A hold circuit, a second operational amplifier for amplifying the output signal of the sample and hold circuit, a resistor for applying the output to the output of the photomultiplier tube, and a control unit for collecting data of the A / D converter. The output voltage of the amplifying operation immediately before the integrating operation of the first operational amplifier is held by the sample and hold circuit, and the zero point during the integrating operation of the first operational amplifier is corrected by the held voltage. Integrator automatic zero circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3501287A JP2548173B2 (en) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | Integrator automatic zero circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP3501287A JP2548173B2 (en) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | Integrator automatic zero circuit |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS63201587A JPS63201587A (en) | 1988-08-19 |
| JP2548173B2 true JP2548173B2 (en) | 1996-10-30 |
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ID=12430163
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| JP3501287A Expired - Lifetime JP2548173B2 (en) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | Integrator automatic zero circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2548173B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009015586A1 (en) | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Perkinelmer Optoelectronics Gmbh & Co.Kg | Sensor readout circuit, sensor and method for reading a sensor element |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP3501287A patent/JP2548173B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63201587A (en) | 1988-08-19 |
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