Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
CdR1W R,) > tm
и применяют конденсатор связи сравнительно большой емкости (С0Э>Сэ; Сс»Сд). Поэтому эвивалентная схема приводится к виду, изображенному на рис. 1.17,г, где
свх = сд + C9; /?; = RMRn + Re).
Анализ аналогичной схемы был приведен выше. Напомним, что в этом случае импульс напряжения оказывается растянутым относительно импульса тока, протекающего через детектор.
Иногда емкость связи делается небольшой с целью укорачивания импульса (см. § 2.2). Однако для большинства детекторов этот способ не дает хорошего результата из-за значительной потери в амплитуде сигнала. Анализ рассмотренной схемы показывает, что наилучшее укорачивание при наименьшей потере .амплитуды получается при
Rh = Rc И Cc = (Сд -f- Сэ)/2. (1.32)
Заметим, что укорачивание, как правило, делается после согласующих или усилительных каскадов.
1.3.2. ПЕРЕДАЧА ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ
Импульсы напряжения формируются на интегрирующей входной цепи R11Cbx детектора. Как правило, сопротивление нагрузки Rll имеет большое значение; оно выбирается в зависимости от типа детектора и условий собирания носителей заряда (см. разд. 1.2) Tt в наиболее типичных случаях равно IO4—IO6 Ом. Поэтому подключаемый к интегрирующей цепи согласующий или усилительный каскад должен обладать высоким входным сопротивлением, чтобы не шунтировать Ru и чтобы нестабильности входного сопротивления электронной схемы не влияли на параметры интегрирующей цепи.
Когда амплитуда сигнала значительно превышает уровень шумов, например при работе с пропорционнальным или сцинтилля-ционным счетчиком, используется схема с эмиттерным повторителем. Схема с пропорциональным счетчиком и подключенным к нему эмиттерным повторителем приведена на рис. 1.17,6. Эмиттерный повторитель не усиливает сигнал по напряжению; его коэффициент передачи К<1 (в реальных схемах /С~ 1), имеет высокое входное и малое выходное сопротивление, поэтому является очень удобным согласующим элементом между высокоомной и низкоомной цепями. Входное сопротивление эмиттерного повторителя
гвк = ф + 1)*э. (1-33)
30
где /?э — сопротивление в цепи эмиттера. В реальных схемах гвж равно IO4—IO5 Ом. Выходное сопротивление зависит от сопротивления источника сигнала Rr и сопротивления эмиттерного перехода T э
Значение гВых составляет всего десятки ом. Поэтому эмиттерный повторитель не нарушает нормальную работу интегрирующей цепи детектора и практически без потерь передает сигнал на последующие электронные устройства.
Для передачи сигнала с выхода ФЭУ сцинтилляционного детектора в соединительный или формирующий кабель удобно применять составной повторитель (рис. 1.18). Коэффициент усиления составной схемы определяется коэффициентами усиления Pi и р2 входящих в нее транзисторов и равен |3 = pip2. Поэтому входное сопротивление составного повторителя может быть значительным,. Его выходное сопротивление не зависит от сопротивления источника сигнала; гВых=^э и также составляет десятки ом. В рассматриваемой схеме выход составного повторителя подается на высокочастотный кабель, выполняющий две функции. Часть кабеля JI31 служит для передачи сигнала от детектора к электронной установке, а короткозамкнутый отрезок JJ32 формирует сигнал, укорачивая его (см. § 2.2). Сопротивление Rвключенное на входе кабеля «/73ь, необходимо ДЛЯ согласования ВЫХОДНОГО сопротивления повторителя Гвых и волнового сопротивления кабеля RB. В данном случае rBblx<cRn, если же гъых>Rb, то вводится сопротивление, шунтирующее выход повторителя.
Для передачи импульсов напряжения малой амплитуды, требующих большого усиления, опасны шумы электронной схемы. Поэтому входной каскад должен обладать помимо высокого входного сопротивления малым уровнем шумов. Указанным требованиям лучше всего удовлетворяют схемы на полевых транзисторах. Простая схема усилителя па полевом транзисторе, служащая для передачи сигнала от импульсной ионизационной камеры, приводилась ранее (рис. 1.17,a). Ha полевом транзисторе обычно выполняется входной каскад предварительного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью для стабилизации параметров. В предварительных усилителях, рассчитанных на работу с полупроводниковыми детекторами, вводится обратная связь по заряду* исключающая нестабильность параметров самого детектора. Работа этих схем будет рассмотрена в следующей главе.
Рис. 1.18. Применение составного повторителя для передачи сигнала с выхода ФЭУ в кабель
Р+1
(1.34>
1.3.3. ПЕРЕДАЧА ИМПУЛЬСОВ ТОКА
В некоторых устройствах нерационально вести интегрирование тока детектора непосредственно на его выходе с помощью RC-цепи ,или зарядочувствительной секции усилителя. В быстродействующих схемах, предназначенных для определения временных корреляций и требующих минимальной длительности импульсов, часто используют непосредственно импульс тока детектора без предварительного интегрирования. Аналогично поступают, когда детектор но каким-то причинам удален от электронной схемы. По кабелю в усилитель передается токовый импульс, а затем, если в этом есть ^необходимость, интегрирование производится в самом усилителе.
