PL61620B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 20.XI.1970 61620 K1 21 a1, 36/04 MKP H 03 k, 5/02 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Bohdan Adamowicz, Marek Moszynski Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) UBLIOTEKA Tranzystorowy wzmacniacz szybkich przebiegów impulsowych Przedmiotem wynalazku jest tranzystorowy wzmacniacz szybkich przebiegów impulsowych przeznaczony dla potrzeb spektroskopii jadra ato¬ mowego. - Zadaniem tego typu przyrzadów jest wzmocnienie impulsów elektrycznych o krótkich czasach narastania, otrzymywanych z detektorów rejestrujacych czastki promieniowania jadrowego.Umozliwia to pózniejsze wykorzystanie w szyb¬ kich ukladach logicznych informacji czasowej, za¬ wartej we wzmocnionych impulsach.Wymagania odnosnie parametrów wzmacniaczy szybkich przebiegów impulsowych zalezne sa od rodzaju detektora, uzytego w ukladzie pomiaro¬ wym, przy czym najczesciej stosowane sa dwie klasy detektorów: pólprzewodnikowe lub scynty¬ lacyjne. Krytyczny jest detektor pólprzewodniko¬ wy, wymagajacy wzmacniaczy o duzym wzmoc¬ nieniu i szerokim pasmie przenoszenia. Istnieje szereg rozwiazan technicznych takich wzmacnia¬ czy, z których niewatpliwa prostota, przy jedno¬ czesnie dobrych , parametrach, odznacza sie uklad zbudowany z sekcji na tranzystorach dopelnia¬ jacych npn-pnp, o wysokiej czestotliwosci gra¬ nicznej, objetych petla silnego ujemnego sprze¬ zenia zwrotnego.Wzmocnione impulsy doprowadzane do ukladu logicznego, musza posiadac jednakowa amplitude, ograniczona na okreslonym poziomie. W znanych rozwiazaniach zestawów pomiarowych wykorzys¬ tuje sie do tego-celu specjalne uklady formu¬ lo 30 jace, nie wchodzace w sklad wzmacniacza i pod¬ laczane zewnetrznie do jego wyjscia.W takim wypadku, przy wiekszych wzmocnie¬ niach oraz szerokim zakresie energetycznym ba¬ danych poziomów jadrowych, uklad formujacy moze ulec przesterowaniu impulsami, pochodza¬ cymi od szumów detektora i wzmacniacza. Jest to bardzo powazna wada, zmniejszajaca zakres stosowalnosci wzmacniaczy szybkich przebiegów impulsowych. Niedogodnoscia jest równiez brak rozwiazan uniwersalnych wzmacniaczy szybkich przebiegów impulsowych, pozwalajacych na wspólprace z róznymi rodzajami detektorów pro¬ mieniowania jadrowego oraz dostarczajacych na wyjsciu impulsów o ograniczonej amplitudzie z mozliwoscia regulacji poziomu ograniczania.Celem wynalazku jest skonstruowanie tranzys¬ torowego wzrnacniacza szybkich przebiegów im¬ pulsowych z wewnetrzna dyskryminacja szumów, dostarczajacego na wyjsciu impulsy o ograniczo¬ nej amplitudzie i zapewniajacego uniwersalnosc wspólpracy, zarówno z detektorem pólprzewodni¬ kowym, jak i scyntylacyjnym.Cel ten zostal osiagniety przez zaprojektowanie wzmacniacza na bazie dwóch konwencjonalnych sekcji wzmacniajacych na tranzystorach dopelnia¬ jacych, objetych oddzielnymi obwodami ujemnego sprzezenia zwrotnego, z tym, ze istotnym jest" wprowadzenie do galezi sprzezenia zwrotnego dru¬ giej sekcji wzmacniajacej diody krzemowej o bar- 616206J620 dzo malej pojemnosci miedzyelektrodowej, spel¬ niajacej role wstepnego dyskryminatora szumów oraz dodatkowe wyposazenie wzmacniacza we wlasciwy dyskryminator szumów, zbudowany na wtórniku emiterowym, polaczonym z wyjsciem drugiej sekcji wzmacniajacej oraz ogranicznik amplitudy, umieszczony na wyjsciu wzmacniacza i pracujacy w ukladzie nasyconego wzmacniacza operacyjnego. Wzmacniacz szybkich przebiegów impulsowych wyposazony jest w dwa oddzielne gniazda wejsciowe, przy czym pierwsze z nich przeznaczone . jest do wspólpracy z detektorem pólprzewodnikowym i polaczone z baza tranzys¬ tora wejsciowego pierwszej sekcji wzmacniaja¬ cej, natomiast drugie przewidziane dla licznika scyntylacyjnego laczy sie z baza wlasciwego dys¬ kryminatora szumów.Tego rodzaju rozwiazanie daje nastepujace no¬ we korzysci techniczne: ! Wprowadzenie dwustopniowej dyskryminacji szumów w ukladzie wzmacniacza rozszerza jego zakres dynamiczny, co odpowiada powiekszeniu obszaru energetycznego rejestrowanych czastek jadrowych, bez obawy przesterowania ogranicz¬ nika sygnalami szumowymi. Wbudowanie tego ostatniego do ukladu wzmacniacza zapewnia lep¬ sza zwartoss aparatury, co jest wazne przy szyb¬ kich przebiegach impulsowych, przy czym kon¬ strukcja ogranicznika w postaci nasycanego wzmacniacza operacyjnego zwieksza stabilnosc impulsu wyjsciowego. Uniwersalnosc wzmacniacza umozliwia szybka zmiane rodzaju pomiaru, a mia¬ nowicie, po wykonaniu prostych przelaczen moz¬ na przechodzic z ukladu detektor pólprzewodni¬ kowy —•- wzmacniacz na uklad licznik scyntyla¬ cyjny — wzmacniacz.Tranzystorowy wzmacniacz szybkich przebiegów impulsowych zostanie blizej objasniony na przy¬ kladzie wykonania przedstawionym na zalaczo¬ nym rysunku.Impulsy dodatnie z niskoszumowego przed- wzmacniacza detektora pólprzewodnikowego do¬ prowadza sie do gniazda koncentrycznego 1, sta¬ nowiacego wejscie pierwszej sekcji wzmacniaja¬ cej, pracujacej na tranzystorach dopelniajacych 3 i 4, sprzezonych galwanicznie i objetych petla ujemnego sprzezenia zwrotnego dla pradu stalego i zmiennego. Po zrózniczkowaniu przez obwód RC, wzmocniony impuls dodatni przechodzi do dru¬ giej sekcji wzmacniajacej, pracujacej analogicz¬ nie jak pierwsza na tranzystorach 5 i 6. W obwo¬ dzie ujemnego sprzezenia zwrotnego drugiej sek¬ cji wlaczono szybka diode krzemowa 8, lekko spolaryzowana, za pomoca potencjometru 7 w kie¬ runku przewodzenia. Dopóki amplituda impulsów, podawanych na diode, nie przekroczy napiecia polaryzacji, dioda zwiera opór dzielnika sprzezenia zwrotnego, dyskryminujac tym samym slabe syg¬ naly szumowe.W dalszym ciagu, impulsy dodatnie z wyjscia drugiej sekcji wzmacniajacej doprowadzone sa do wlasciwego dyskryminatora szumów, pracuja¬ cego na tranzystorze 9, w ukladzie wtórnika emi- terowego. Regulacja progu dyskryminacji prze¬ prowadzana jest za pomoca potencjometru 10, 5 wlaczonego w obwód bazy tranzystora 9, wlasci¬ wego dyskryminatora szumów. Z dyskryminatora impulsy przechodza na wejscie wzmacniacza ope¬ racyjnego, pracujacego na tranzystorach 11 i 12.Stopien ten spelnia równiez funkcje ogranicz- 10 nika amplitudy, przy czym odbywa sie to na drodze wprowadzania pierwszego tranzystora 11 w obszar nasycenia. Dobór punktu pracy tranzys¬ tora, a tym samym ustalenie poziomu ogranicze¬ nia, zapewnia potencjometr 13, wlapzony w ob- 15 wód bazy pierwszego tranzystora 11 ' wzmacnia¬ cza operacyjnego. Uformowarie: ujemne impulsy wyjsciowe moga posiadac niepozadany przerzut dodatni, który likwiduje dioda 14, wlaczona w obwód emitera drugiego tranzystora tego wzmac- 20 niacza. Impulsy te wyprowadza sie z przyrzadu za posrednictwem gniazda koncentrycznego 15.W przypadku wspólpracy z licznikiem scynty¬ lacyjnym, dodatnie impulsy wejsciowe podaje sio na gniazdo 2, po uprzednim polaczeniu go z baza 25 tranzystora 9 i jednoczesnym odlaczeniu obu sek¬ cji wzmacniajacych. W tym przypadku pracuje jedynie wlasciwy dyskryminator szumów i ogra¬ nicznik amplitury. 30 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Tranzystorowy wzmacniacz szybkich przebie¬ gów impulsowych, skladajacy z sie z dwóch sek¬ cji wzmacniajacych na tranzystorach dopelniaja- 35 cych, objetych z osobna galeziami silnego ujem¬ nego sprzezenia zwrotnego, znamienny tym, ze zawiera wstepny dyskryminator szumów, który stanowi dioda krzemowa (8) o bardzo malej po¬ jemnosci miedzyelektrodowej, wlaczona w galaz 40 ujemnego sprzezenia zwrotnego drugiej sekcji wzmacniajacej oraz wlasciwy dyskryminator szu¬ mów zbudowany na tranzystorze (9), pracujacym w ukladzie wtórnika emiterowego, wlaczony za druga sekcja wzmacniajaca, oraz ogranicznik am- 45 plitudy, umieszczony na wyjsciu wlasciwego dys¬ kryminatora szumów, przy czym ogranicznik ampiitudy pracuje w ukladzie nasyconego wzmac¬ niacza operacyjnego, na tranzystorach (11) i (12), przy czym obydwa stopnie dyskryminatora i ogra- 50 nicznik sa regulowane.

2. Tranzystorowy wzmacniacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyposazony jest w dwa od¬ dzielne wejscia, przy czym pierwsze z nich (1), 55 przeznaczone do wspólpracy z detektorem pól¬ przewodnikowym, polaczone jest z baza tranzys¬ tora wejsciowego (3) pierwszej sekcji wzmacnia¬ jacej, natomiast drugie (2) wejscie, przewidziane dla licznika scyntylacyjnego, laczy sie z baza 60 tranzystora (9) wlasciwego dyskryminatora szu-KI. 21 a1, 36/04 61620 MKP H 03 k, 5/02 ^n PL PL