Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Передача импульсов тока детектора без предварительного интегрирования возможна в тех случаях, когда амплитуда импульсов тока значительно превышает шумовые флуктуации. Это условие обычно выполняется в сцинтилляционных детекторах. Импульс тока на выходе фотоэлектронных умножителей часто достигает десятков и сотен миллиампер. Сигналы от полупроводниковых детекторов, предназначенных для временных иследований или простой регистрации, но не для амплитудной спектрометрии, в случае 'больших загрузок также рационально передавать импульсами тока.
Для передачи импульсов тока используются схемы с малым входным сопротивлением /?вх. В этом случае легче обеспечить малое значение постоянной времени входа (тВх<^), равную в данном случае Tbx = ^bxCbx. ЕМКОСТЬ Cbx ЗДЄСБ Также ЯВЛЯЄТСЯ CyMMap-ной емкостью, в которую входят емкости детектора и входа электронной схемы.
Усилительный каскад с общим эмиттером можно использовать для передачи и усиления импульсов тока детектора, поскольку биполярный транзистор является усилителем тока. Такие схемы иногда применяют. Однако лучшие параметры имеет каскад с -общей базой. На рис. 1.19 приведена схема для передачи импульсов тока полупроводникового детектора. Входное сопротивление схемы с общей базой определяется сопротивлениями эмиттерного т базового переходов гэ и г б
IrBX = гв +(1-а) г б (1.35)
и не превышает десятков ом. Поэтому даже при значительной емкости детектора Сд^500 пФ, гвх» »200 Ом постоянная времени входа мала твх~0,1 мкс, т. е. обеспечивается работа с очень большими загрузками. В рассматриваемой схеме детектор связан с транзистором через переходную /?С-цепь. Емкость связи Ccb выбирают из условия неискаженной передачи им-
Рис. 1.19. Передача импульса тока полупроводникового детектора каскадом с общей базой
32
Соединительный, кабель
°-Е« ¦
Усилитель
напряжения
Выход
Х-о +Eu
Рис. 1.20. Схема передачи импульса тока с последующим интегрированием
пульса тока детектора в иизкоомную цепь эмиттера 7Y Усилитель, стоящий за входным каскадом, также усиливает импульсы тока.
Схема, рассчитанная на передачу импульсов тока детектора с последующим интегрированием, приведена на рис. 1.20. Импульс тока ФЭУ сцинтилляцион-пого счетчика через соединительный высокочастотный кабель поступает на вход каскада с заземленной базой Ti. Из-за малого входного сопротивления каскада затягивание импульсов тока на входе не происходит. Необходимое интегрирование производится цепью RaC1Ilf включенной в коллектор Ti. Каскад на эмит-терном повторителе Г2, обладающий высоким входным сопротивлением, обеспечивает передачу импульсов напряжения для последующего усиления.
Заметим, что сопротивление R вводится для согласования малого входного сопротивления схемы с волновым сопротивлением кабеля, R = Rb-Гвх.
§ 1.4. ГАШЕНИЕ СЧЕТЧИКОВ ГЕЙГЕРА
Для прекращения разряда в несамогасящемся счетчике Гейгера необходимо понизить на некоторое время приложенную к его электродам разность потенциалов. Рабочее напряжение счетчика устанавливается в области стабильного разряда. Во время гашения это напряжение снижается настолько, чтобы разряд прекратился; при пониженном напряжении счетчик должен оставаться столько времени, сколько требуется для рассасывания положительных ионов.
Гашение счетчика Гейгера может осуществляться как непосредственно самой входной RC-цепью, так и специальными электронными схемами. Для уменьшения разрешающего времени скорость рассасывания положительных ионов можно повысить, изменив полярность приложенного к детектору напряжения. Этот метод получил название метода обращения потенциала.
1.4.1. ГАШЕНИЕ ВХОДНОЙ ЦЕПЬЮ
Гашение несамогасящегося счетчика Гейгера входной і?С-цепью основано на том, что во время развития разряда на этой цепи образуется падение напряжения, достаточное для прекращения разряда. При этом параметры входной цепи выбирают так, чтобы счетчик оставался при пониженном потенциале в течение времени,
2 Зак. 1319
33
Рис. 1.21. Схема гашения счетчика Гейгера входной цепью
Рис. 1.22. Вольт-амперная характеристика счетчика Гейгера
А\ Rf
Рис. 1.23. Эквивалентная схема входа для счетчика Гейгера
Рис. 1.24. Напряжение на счетчике Гейгера при гашении входной цепью
достаточного для убирания ионов из рабочего объема. Для удовлетворения этих требований во входную цепь счетчика включается очень большое сопротивление нагрузки Rll (рис. 1.21), намного превышающее внутреннее сопротивление счетчика, Rh^>Rbh-
Заметим, что во время разряда внутреннее сопротивление счетчика Гейгера значительно меньше, чем у других детекторов, и его нельзя рассматривать как генератор тока. Для того чтобы подключаемая электронная схема не влияла на процесс гашения, ее входное сопротивление должно быть больше сопротивления нагрузки детектора Rh либо сигнал на нее следует подавать через небольшой конденсатор Сс<Свх. Входной импульс при этом немного укорачивается и ослабляется. Учитывая, что сигнал на Rh составляет десятки вольт, его ослабление не имеет существенного значения.
