PL95264B1 - Przedwzmacniacz ladunkowy do licznikow scyntylacyjnych zwlaszcza dla potrzeb fizyki jadrowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przedwzmacniacz ladunkowy do liczników scyntylacyjnych, zbudo¬ wany na elementach pólprzewodnikowych, zwlasz¬ cza dla potrzeb fizyki jadrowej.

Stan techniki. Przedwzmacniacze tego typu pra¬ cuja w ukladach detekcyjnych promieniowania jadrowego oraz w zestawach pomiarowych spek¬ trometrów zwyklych i koincydencyjnych. Sluza one do wstepnego wzmocnienia wyjsciowego sygnalu licznika oraz uksztaltowania tego sygnalu z. od¬ powiednia stala czasu opadania wykladniczego, wymagana do wlasciwej wspólpracy z nowoczes¬ nymi wzmacniaczami liniowymi, wyposazonymi w kompensacje przerzutu ujemnego impulsu.

W znanych rozwiazaniach impuls poddawany jest calkowaniu w obwodzie arkady fotopowielacza i nastepnie za posrednictwem wbudowanego stop¬ nia wyjsciowego /najczesciej wtórnika emiterowe- go/ przesylany jest kablem koncentrycznym do wzmacniacza liniowego. Wada tego typu ukladu jest koniecznosc doprowadzania dodatkowego/ zasi¬ lania do licznika scyntylacyjnego, utrudnione wyprowadzenie sygnalu ze wzgledu na wplyw pojemnosci kabla, a w przypadku dopasowania pogarszanie sie stosunku sygnal — szum itp. Z powyzszych powodów wprowadza sie nowy rodzaj przyrzadu — przedwzmacniacz. do liczników scyn- . tylacyjnych.

•Znane typy przedwzmacniaczy wykonane sa w postaci ukladów ze sterowaniem napieciowym, przy czym ksztaltowanie sygnalu odbywa sie w nich na drodze calkowania impulsu za posred¬ nictwem uziemionej pojemnosci, podlaczonej do wejscia wtórnika emiterowego, spelniajacego role stopnia wejsciowego przedwzmacniacza. Uksztal¬ towany sygnal nastepnie podlega wzmocnieniu w konwencjonalnym stopniu wzmacniajacym, pracu¬ jacym najczesciej w ukladzie ze wspólnym emite¬ rem i zostaje przeslany za posrednictwem wtór¬ nika wyjsciowego do wzmacniacza liniowego.

Tego typu rozwiazanie posiada jednak równiez wady, a mianowicie: (przedwzmacniacz musi byc umieszczony jak najblizej licznika ze wzgledu na szkodliwy wplyw pojemnosci kabla oraz na ko¬ niecznosc wzmocnienia sygnalu przed przeslaniem go do odleglego zazwyczaj wzmacniacza liniowe¬ go. Wprowadzenie calkowania na wejscia przed¬ wzmacniacza pogarsza stosunek sygnal — szum, ze wzgledu na malenie amplitudy impulsu w cza¬ sie (tej operacji.

Nie spotyka sie rozwiazan przedwzmacniaczy z calkowitym wyeliminowaniem pojemnosci sprze¬ gajacych od wejscia do wyjscia przyrzadu, co po¬ woduje tworzenie sie przerzutów ujemnych w , przenoszonych impulsach z konsekwencja pogarsza¬ nia sie zdolnosci rozdzielczej przy wiekszych na¬ tezeniach zliczen.

Istota wynalazku. Przedwzmacniacz wedlug wy¬ nalazku sklada sie ze stopnia wejsciowego pra¬ cujacego w ukladzie ze iwspólna baza na wejscio- 95 2643 wym tranzystorze, którego kolektor jest obciazo¬ ny uziemiona pojemnoscia calkujaca oraz sprze¬ zony za posrednictwem separujacego wtórnika emi- terowego z pierwszym wejsciem symetrycznego wzmacniacza róznicowego, którego wyjscie sprze¬ zone jest z kolei z symetrycznym stopniem wyjs¬ ciowym, zamykajac go petla stuprocentowego ujemnego spirzezenia zwrotnego za posrednictwem diod Zenera o aerowym wspólczynniku cieplnym i stopnia separujacego z drugim wejsciem wzmac¬ niacza' róznicowego.

Wszystkie polaczenia traktu sygnalowego i gale¬ zi spirzezenia zwrotnego sa stalopradowe. Baza wejsciowego tranzystora sprzezona jest galwanicz¬ nie- z drugim tranzystorem takiego samego typu w polaczeniu diodowym, przy czym jego prad przewodzenia kontrolowany jest potencjometrem, umozliwiajacym ustalanie na wejsciu przyrzadu zerowego potencjalu, natomiast emiter wejsciowe¬ go tranzystora sprzezony jest stalopradowo z re¬ gulowanym generatorem pradu stalego, zapewnia¬ jacym ustawianie zerowego potencjalu na wyjsciu przyrzadu na drodze regulacji pradu tranzystora wejsciowego* Korzystne skutki techniczne wynalazku. Zaleta przedwzmacniacza wedlug wynalazku jest zastoso¬ wanie na wejsciu ukladu ze wspólna baza, umoz¬ liwiajacego prace z wysterowaniem pradowym, przy czym przedwizmacniacz moze byc umieszczo¬ ny w dowolnej odleglosci od licznika scyntylacyj¬ nego z zapewnieniem latwosci dopasowania do re¬ zystancji falowej kabla. Wprowadzenie calkowa¬ nia w kolektorze tranzystora wejsciowego nie po¬ garsza stosunku sygnal — szum i uniezaleznia stala czasu opadania uformowanego impulsu od rodzaju polaczenia przedwzmacniacza z licznikiem.

Stalopradowe sprzezenie w calym przyrzadzie z mozliwoscia regulacji "zera na wejsciu i wyjsciu poprawia wlasciwosci przedwzmacniacza, przy pracy z duzymi natezeniami sygnalu oraz czyni go bardziej uniwersadnym. Wlaczenie w obwód bazy wejsciowego tranzystora drugiego tranzysto¬ ra takiego samego typu w polaczeniu diodowym poprawia stabilnosc termiczna przyrzadu.

Objasnienie rysunku. Wynalazek jest pokazany na przykladzie wykonania, odtworzonym na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blo¬ kowy przedwzmacniacza, a fig. 2 schemat pola¬ czen stopnia wejsciowego przyrzadu.

Przyklad wykonania wynalazku. Ujemne impul¬ sy pradowe z anody fotppowielacza zostaja do¬ prowadzone do gniazda wejsciowego 1 przed- wzmacniacza, przy czym jego rezystancja wejscio¬ wa równa sie rezystancji, falowej kabla /50 omów/, co zapewnia prace z dopasowaniem. Doprowadzo¬ ne impulsy pradowe (ladunek) zostaja wzmocnio¬ ne przez wejsciowy tranzystor 12, pracujacy w ukladzie ze wspólna baza oraz przetransformowa- ne na impulsy napieciowe w obwodzie kolekto¬ ra* Podle^ja one tutaj uksztaltowaniu ze wzgle¬ du na stala czasu opadania, przy czym proces ten przeprowadzony jest za posrednictwem calkujacej pojemnosci 3.

Uksztaltowane impulsy podane sa poprzez wtór- >264 4 nik separujacy 4 na pierwsza .baze podwójnego tranzystora p-n-p, pracujacego w ukladzie symet¬ rycznego wzmacniacza róznicowego 5, gdzie pod¬ legaja dalszemu wzmocnieniu bez odwracania fa- zy i nastepnie zostaja przekazane do stopnia wyj¬ sciowego 6. Stopien ten pracuje na dwóch symet¬ rycznych parach tranzystorów dopelniajacych i za¬ pewnia odpowiednia dynamike w zakresie linio¬ wym ujemnego impulsu wyjsciowego. Z wyjscia 7 podany jest na druga baze symetrycznego wzmac¬ niacza róznicowego 5 sygnal ujemnego- sprzezenia zwrotnego dla pradu stalego, przy czym przechodzi on przez dwie polaczone szeregowo diody Zenera 8, o zerowym wspólczynniku cieplnym oraz sepa- rujacy wtórnik emiterowy 9. Tego rodzaju konfi¬ guracja ustala wlasciwe punkty pracy stopni oraz poprawia stabilnosc termiczna.

Poniewaz wszystkie sprzezenia sygnalowe w przedwzmacniaczu sa stolópradowe zaszla koniecz- nosc wprowadzenia zerowania potencjalu stalego na wejsciu i wyjsciu przyrzadu. W tym celu w sekcji wejsciowej 2 baza wejsciowego tranzystora 12 zostala uziemiona za posrednictwem drugiego tranzystora 13 w polaczeniu diodowym. Ze wzgle- du na wymagania odnosnie stabilnosci termicznej zastosowano tranzystory tego samego typu. Za po¬ srednictwem potencjometru 10, kontrolujacego prad diody 13 mozna zerowac wejscie przyrzadu, nato¬ miast zerowanie wyjscia zapewnia regulowany ge- nerator pradu stalego 11, kontrolujacy prad kolek¬ tora wejsciowego tranzystora 12. Wszystkie tran¬ zystory w trakcie sygnalowym przyrzadu pracuja na otwieranie, co zapewnia wieksza dynamike wy¬ sterowania.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Przedwzmacniacz ladunkowy do liczników 40 scyntylacyjnych, wyposazony w stopien wejsciowy w ukladzie ze wspólna baza, polaczony poprzez wtórnik emiterowy ze wzmacniaczem róznicowym nastepnie z symetrycznym stopniem wyjsciowym, znamienny tym, ze miedzy kolektorem wejsciowe- 45 go tranzystora (12) a ziemia wlaczona jest calku¬ jaca pojemnosc (3), przy czym kolektor tranzysto¬ ra (12) sprzezony jest stalopradowo za posrednic¬ twem separujacego wtórnika emiterowego (4) z pierwszym wejsciem wzmacniacza róznicowego (5), 50 którego wyjscie sprzezone jest z kolei staloprado¬ wo z symetrycznym stopniem wyjsciowym (6), za¬ mykajac go galwanicznie petla stuprocentowego ujemnego sprzezenia zwrotnego za posrednictwem diod Zenera (8) o zerowym wspólczynniku ciepl- 55 nym i wtórnika separujacego (9) z drugim wejs¬ ciem wzmacniacza róznicowego (5).

2. Przedwzmacniacz wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze baza wejsciowego tranzystora (12) sprzezona jest galwanicznie z drugim tranzysto- 00 rem (13) takiego samego typu w polaczeniu dio¬ dowym, przy czym jego prad przewodzenia kon¬ trolowany jest ipotencjometrem (10), natomiast emiter wejsciowego tranzystora (12) sprzezony jest stalopradowo z regulowanym generatorem pradu 65 stalego (11).95 264 Fig.1 Fig. 2