核电子学与核仪器课件10.pptx

核电子学与核仪器覃国秀qinguoxiu198201@163.comTel:技术教研室2009/05/07上次课关键点放大器在核测量系统中的作用及其结构 作用：放大、成形 结构：极性转换电路、极-零相消电路、积分滤波放大电路、基线恢复电路等放大器的基本参量 放大倍数及其稳定性、线性(积分非线性与微分非线性)、噪声与信噪比、过载特性(幅度和计数率)、上升时间、输入输出阻抗上次课关键点谱仪放大器的放大节 并联负反馈与串联负反馈；同相输入与反相输入信噪比的区别谱仪放大器中的滤波成形 滤波成形的作用(抑制系统噪声、使信号形状满足后续分析设备的要求)；白化滤波器与匹配滤波器；滤波成形的信息畸变(弹道亏损、堆积畸变)；无源滤波成形电路(极-零相消、积分滤波成形、准高斯成形)；有源滤波成形电路；基线恢复器(CD恢复电路、CDD基线恢复电路)；通用谱仪放大器本堂课主要内容：五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器 5.1堆积拒绝方法 5.2单元电路功能介绍 5.3堆积拒绝电路 5.4死时间校正和允许最高计数率六、快放大器七、弱电流放大器五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器 随着高分辨半导体探测器的出现和使用，要求建立适应高能量分辨率高计数率测量用的谱仪放大器，在采用线性放大、滤波成形、基线恢复等技术的基础上，又发展了堆积拒绝技术。目前，比较完善的放大器除了基本放大节和滤波成形电路外，将堆积拒绝电路、基线恢复电路都组合在一起，称为高能量分辨率高计数率谱仪放大器，也称为反堆积放大器。 在高分辨率能谱仪中，影响谱仪能量分辨率的因素有：射线及电荷收集的统计涨落、探测器及放大器的噪声、信号堆积引起的基线偏移。五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.1堆积拒绝方法 对峰堆积的处理方法首先要能够随时发现峰堆积，通常是设法判别信号的时间间隔是否过小，堆积是否发生，然后把发生峰堆积的信号剔除。前沿堆积 后沿堆积 五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.1堆积拒绝方法 对信号的判别标准： Ttw-tM两个信号都无幅度畸变。 tMT0发生前沿堆积，两个信号都发生畸变。 tw-tMTtM发生后沿堆积，前一个信号为畸变，后一个信号发生畸变。 一旦信号发生堆积，根据堆积情况，在电路上可以给出“堆积标志”信号作为禁止输入信号。这个信号可以加到后面分析测量系统中去，以禁止这个堆积信号进入分析测量系统。五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.2单元电路功能介绍线性门 线性门是传输信号的一个门电路，其在控制信号作用下，可以有两个状态。线性门电路示意图五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.2单元电路功能介绍模拟展宽器 在处理核信号过程中，需要把信号的幅度信息保存起来以便在需要的时刻提供使用。能把信号的峰顶展宽的电路通称为展宽器。用于把模拟信号峰顶展宽的称为模拟展宽器，用它保持模拟信号的幅度信息。五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.2单元电路功能介绍逻辑展宽器 逻辑展宽器能够展宽逻辑脉冲信号，它不需要精确保持输入信号的幅度信息。五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.2单元电路功能介绍堆积拒绝电路 高分辨率谱仪放大器原理图五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.2单元电路功能介绍堆积拒绝电路 高分辨率谱仪放大器中的各点波形五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.2单元电路功能介绍死时间校正和允许最高计数率 从堆积拒绝电路分析中可知，在监察信号的周期时间Tip内，如果再有信号输入都要被舍弃，因此监察时间就是堆积拒绝电路所产生的死时间，在这个死时间内不能记录输入信号。计时电路就不应把这个时间记入测量时间，而应从总的测量时间里扣除这个死时间得到活时间。由测到的总计数率除以活时间就是信号的计数率。这种办法就是死时间校正。 需要注意的是，逻辑展宽电路对每一个信号都要给出持续时间为一个监察周期的信号输出。五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.2单元电路功能介绍死时间校正和允许最高计数率 谱仪放大器输出脉冲的峰部展宽为tw时，对于输入脉冲不受信号堆积影响的概率为：如果取监察周期Tip的最小值，则对输出无堆积信号的计数率和计数效率为 五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.2单元电路功能介绍死时间校正和允许最高计数率 当输入脉冲的平均计数率为 输出无堆积的信号最大值为 计数效率与输入计数率的关系 五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.2单元电路功能介绍死时间校正和允许最高计数率 对于两个信号非常接近，以至于当快成形电路、快甄别器及逻辑展宽电路的分辨时间的限制而不能分辨出是两个信号，那么堆积拒绝电路就无法给出堆积标志信号，也无法判别这种堆积现象。幅度拒绝原理及各点波形五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器5.2单元电路功能介绍死时间校正和允许最高计数率 有无堆积拒绝电路的能谱比较六、快放大器6.1