Спектрометрический усилитель

 

СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ , содержащий линейный усилитель линию задержки, управляемый восстановитель формы входного сигнала, . последовательно соединенные линейный ключ, стробируемые RC-дифференциатор и интегратор, а также амплитудный дискриминатор, схему логики, два управляемых пиковых детектора, один из которых формирует максимальные, а другой минимальные значения сигнала , и схему усреднения, причем выход линейного усилителя соединен с входом амплитудного дискриминатора непосредственно, а с входом управляемого восстановителя формы входного сигнала - через линию задержки, выходы управляемых пиковых детекторов соединены с входами схемы усред-нения , выход амплитудного дискриминатора соединен с входом схемы логи:ки , первый выход которой соединен с входом управления управляемого вое- , становителй орма входного сигнала, а второй - с входами управления линейного ключа, стробируемых RC-дифференциатора и интегратора, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетического разрешения за счет уменьшения влияния низкочастотной составляющей шума, в него введены п диффереицирукнцих RC-цепей с компенсацией полюса нулем в каждой и дополнительный сумматор, причем в линейном усилителе усилительные каскады соединены между собой через вновь введенные дифференцируницие RCцепи , а его вход является входом спектрометрического усилителя, вхо (Л ды управляе сых пиковых детекторов С соединены с выходом управляемого восстановителя формы входного сигнала, а а выход схемы усреднения через дос полнительный сумматор, второй вход которого соединен с выходомуправляемого восстановителя формы входноtvd го сигнала, соединен с входом линейного ключа, причем входы управления управляемых пиковых детекторов соеО ) динен с вторым выходом схемы логики, а выход стробируемого интегратора СО СО является выходом спектрометрического ;усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflVEillHH (19) (11) (д1) 4 С 01 Т 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3677531/24-25 (22) 23.12.83 (46) 23.11.86. Бюл. М 43

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (71) Ленинградский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова (72) В.В.Иванов и В.В.Марченков (53) 621. 3 ° 08 (088.8) (54) (57) СПЕКТРОИЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий линейный усилитель линию задержки, управляемый восстановитель формы входного сигнала, последовательно соединенные линейный ключ, стробируемые RC-дифференциатор и интегратор, а также амплитудный дискриминатор, схему логики, два управляемых пиковых детектора, один иэ которых формирует максимальные, а другой минимальные значения сигнала, и схему усреднения, причем выход линейного усилителя соединен с входом амплитудного дискриминатора непосредственно, а с входом управляемого восстановителя формы входного сигнала — через линию задержки, выходы управляемых пиковых детекторов соединены с входами схемы усред-. нения, выход амплитудного дискриминатора соединен с входом схемы логики, первый выход которой соединен с входом управления управляемого восстановителя формы входного сигнала, а второй — с входами управления линейного ключа, стробируемых RC-дифференциатора и интегратора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения энергетического разрешения за счет уменьшения влияния низкочастотной составляющей шума, в него введены п дифференцирующих RC-цепей с компенсацией полюса нулем в каждой и дополнительный сумматор, причем в линейном усилителе усилительные каскады соединены между собой через вновь введенные дифференцирующие RCцепи, а его вход является входом спектрометрического усилителя, входы управляемых пиковых детекторов соединены с выходом управляемого восстановителя формы входного сигнала, а выход схемы усреднения через дополнительный сумматор, второй вход которого соединен с выходом. управляемого восстановителя формы входного сигнала, соединен с входом линейного ключа, причем входы управления управляемых пиковых детекторов соединен с вторым выходом схемы логики, а выход стробируемого интегратора является выходом спектрометрического ,усилителя.

1200699

Изобретение относится к ядерной электронике и может быть использовано для измерения спектрального распределения ионизирующих излучений с помощью полупроводниковых амплитудных спектрометров.

Целью изобретения является улучшение энергетического разрешения спектрометрического усилителя путем уменьшения влияния низкочастотной 10 оставляющей шума.

На фиг. 1 приведена структурная схема спектрометрического усилителя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип его работы; на фиг. 3 — ; на фиг. 4 — структурная схема восстановителя формы входного сигнала.

2Î

Спектрометрич еский усилитель включает в себя линейный усилитель

1, амплитудный дискриминатор 2, схему логики 3, линию задержки 4, управляемый восстановитель формы вхоцного сигнала 5, дополнительный сумматор

6, линейный ключ 7, стробируемые КСдифференциатор 8 и интегратор 9, а также два управляемых пиковых детектора 10, 11 и схему усреднения 12, ЗО причем вход спектрометрического усилителя соединен с входом линейного усилителя 1, выход которого соединен с входом линии задержки 4 и амплитудного дискриминатора 2, выход линии задержки 4 соединен с входом управляемого восстановителя формы входного сигнала 5, выход которого соединен с двумя входами управляемых детекторов 10, 11 и одним из входов дополнительного сумматора. Выходы управляемых пиковых детекторов 10, 11 соединены с двумя входами схемы усреднения 1?, вьжод которой подключен к второму входу дополнительного сумматора 6, выход дополнительного сумматора 6 соединен с входом линейного ключа 7, выход которого через последовательно соединенные строби руемые RC-дифференциатор 8 и интегратор 9 соединен с выходом спектрометрического усилителя ° Выход амплитудного дискриминатора соединен с входом схемы логики 3, два выхода которой соединены с входами управления управляемого восстановителя 55 формы входного сигнала 5 и с входами управления линейного ключа 7, стробируемых RC-дифференциатора 8, интегратора 9 и управляемых пиковых, детекторов 10, 11.

В приведенной на фиг, 1 структурной схеме спектрометрического усилителя операции над измеряемым сигналом осуществляются следующим образом. Сигнал с зарядочувствительного предусилителя либо скачкообразной, либо экспоненциальной (с постоянной .времени спада не менее 50 мкс) формы (фиг. 2а) поступает на вход линейного усилителя 1 и проходит в нем через последовательные цепи: усилительный каскад — дифференцирующая цепь с компенсацией полюса нулем, яричем постоянная времени дифференцированного сигнала на выходе линейного усилителя 1i„ (фиг. 2б) выбирается минимальной (0,25

0,5 мкс) . Ограничением снизу7

1 служит условие передачи переднего фронта входного сигнала t с ми Р нимальными искажениями. Постоянные времени дифференцирования дифференцирующих RC-цепей с компенсацией полюса нулем, расположенных между усилительными каскадами, возрастают от выхода к входу линейного усилителя на величину, пропорциональную коэффициенту усиления усилительных каскадов при постоянном соотношении между резистором цепи компенсации полюса нулем и нагрузочным резистором дифференцирующей цепи, благодаря чему низкочастотный шум входных каскадов линейного усилителя 1 на выход усилителя передается с коэффициентом передачи, не превышающим единицу.

При уровне сигнала на выходе линейного усилителя 1, превышающем порог срабатывания амплитудного дискриминатора 2, последний срабатывает и запускает схему логики 3, включающую в себя два ждущих мультивибратора 13 и 14 и схему антисовпадений 15 (фиг. 3). На выходах схемы логики вырабатываются два логических сигнала, поступающих на входы управления( формы входного сигнала 5, линейного ключа 7, стробируемых RC-дифференциатора 8, интегратора 9 и управляемых пиковых детекторов 10, 11.

При поступлении nepaoro логического сигнала (фиг. 2к) на вход управления восстановителя формы входного сигнала 5, состоящего из изодромного интегратора 16, пропорционального

1200699 интегратора 17, линейного сумматора

18 и линейного ключа 19 (фиг. 4), линейный ключ ЛК размыкается и сигнал, задержанный на линии задержки 4, на выходе изодромного интегратора 16 5 принимает прямоугольную форму, практически совпадающую с формой сигнала, действующего на входе линейного усилителя 1. При выборе времени за-" держки, равного фронту входного сиг-1О нала t 1 с (фиг. 2в), обеспечивается линейное формирование прямоугольного сигнала на выходе восстановителя формы входного сигнала 5 в широком динамическом диапазоне неза- 15 висимо от флуктуаций момента сраба;тывания амплитудного дискриминатора 2.

При поступлении второго логического сигнала на входы управления линейного ключа 7 стробируемых RC-дифференциатора 8 и интегратора 9 открывается линейный ключ 7, а стробируемые RC-дифференциатор 8 и интегратор 9 переводятся в активный ре.жим. Постоянные времени RC-дифференциатора 8 и интегратора 9(2, Т 3 (фиг. 2 г, д) и время измерения Т„

4 выбираются из условия максимизации .отношения сигнал/шум на выходе стробируемого интегратора 9, причем оптимальное время измерения имеет значение, близкое к Г3 7 2.

Сигнал с выхода управляемого восстановителя формы входного сигнала

5 разделяется на два канала: канал линейной передачи, где он непосредственно постуцает на вход дополнительного сумматора 6, и канал нели- нейной передачи, включающий в себя два управляемых пиковых детектора

10, Ц, которые переводятся из линейного режима в режим формирования максимальных и минимальных значений сигнала по второму логическому сигналу схемы логики 3, и схему усреднения. С выхода схемы усреднения сигнал поступает на второй вход дополнительного сумматора 6 . С выхода дополнительного сумматора 6 измеряемый сигнал далее проходит через открытый линейный ключ 7 на стробируемые

RC-дифференциатор 8 и интегратор 9.

После окончания измерения все коммутируемые элементы спектрометрического усилителя возвращаются в исходное состояние.

1200699

Уилл//

Фив 2, фаз. 4

Корректор О.Луговая

Техред И.Попович

Редактор Л.Письман

Заказ 6497/3

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4