Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Для выбора параметров входной цепи рассмотрим более детально процесс гашения, используя вольт-амперную характеристику счетчика (рис. 1.22). В исходном состоянии к счетчику прикладывается рабочее напряжение Ec4, превышающее некоторое минимальное напряжение Узаш, при котором возможен разряд. Разность Есч—Узаж называется перенапряжением. После возникновения разряда напряжение на выходной RhCdx-цепи изменяется экспоненциально и описывается выражением (1.10). Этому выражению соответствует эквивалентная схема, приведенная на рис. 1.23. В ней учитывается сравнительно небольшое в момент разряда внутреннее сопротивление счетчика Rbu^Rh-
34
В эквивалентной схеме процессу разряда в счетчике соответствует замыкание ключа К', при этом скорость уменьшения потенциала на счетчике (рис. 1.24) определяется постоянной времени
ТР**Р = /"gP-cBX » ^bhCbx. (1.36)
Ah -г Abh
Когда напряжение на счетчике достигает области неустойчивого разряда Vuun-jT-V3SLTKy ток через него прекращается. Если к этому моменту скорость изменения потенциала на счетчике мала, что соответствует окончанию переходного процесса, то падение напряжения на входной цепи будет определяться только током счетчика, текущим через Rh, и необходимое сопротивление нагрузки можно оценить при помощи неравенства
Ян ^ (?сч ^мин)/*мин* (1 *37)
Процесс восстановления потенциала на счетчике, которому соответствует разомкнутое состояние ключа К в эквивалентной схеме, происходит с постоянной времени
Твосст = Cbx- (1 -38)
Увеличение потенциала идет значительно медленнее, чем его паленім* по иремн разряда, т„„(.сТ3>т,)а:ф. Скорость восстановления по-теилиалл определяет иремн, в течение которого напряжение на счетчике остается меньше Кмин- Это время гашения tT должно быть не мепсе IO-4 с.
Указанные условия гашения удовлетворяются при сопротивлении нагрузки /?н~Ю9 Ом, если емкость входа Cbx^IO пФ. Таким образом ,постоянная времени гасящей входной цепи равна RhCbx = = IO-2 с и схема имеет малое разрешающее время.
1.4.2. ЭЛЕКТРОННЫЕ СХЕМЫ ГАШЕНИЯ
Гашение путем понижения потенциала. В электронных схемах гашения потенциал на счетчике Гейгера—Мюллера понижается принудительно вскоре после возникновения разряда. Уровень, до которого производится это понижение, и его длительность выбирают из условия прекращения разряда в счетчике.
Структурная схема гасящего устройства приведена на рис. 1.25,а. В цепь счетчика последовательно с источником питания Ec4 включают два сопротивления; Rh выполняет роль сопротивления нагрузки; на Rc подается гасящий импульс. Работа схемы состоит в следующем. В момент возникновения разряда на сопротивление нагрузки Rh начинает нарастать сигнал, который поступает на усилитель, соединенный через элемент задержки со спусковой схемой. Когда уровень сигнала становится достаточным для срабатывания спусковой схемы, на выходе последней появляется сформированный импульс отрицательной полярности. Этот импульс через RcCc поступает на нить счетчика. В результате напряжение между нитью и корпусом снижается и счетчик гаснет.
2* 35
S)
S)
FbF Г
—— t
Ur
. t, і \ %
Рис. 1.25. Гашение электронной схемой:
а — структура гасящего устройства; б — гашение путем понижения потенциала; в — гашение с обращением потенциала; / — усилитель, 2 — задержка; 3 — спусковая схема
Параметры спусковой схемы выбирают такими, чтобы амплитуда гасящего импульса была Ur>EC4—Ешш, а его длительность обеспечивала убирание положительных ионов (/г~10-4 с) (см. рис.
1.25,6). При этих условиях счетчик наверняка гаснет и практически через время tv (при условии малого времени восстановления спусковой схемы) готов к новой регистрации. Таким образом, быстродействие электронной схемы гашения значительно выше, чем у схем гашения входной цепью.
Постоянная времени входной цепи в электронной схеме гашения не влияет на разрешение, поскольку она может быть сделана достаточно малой. Сопротивления Rn и Rc выбирают соответственно из условий снятия достаточной амплитуды сигнала для срабатывания схемы и неискаженной передачи импульсов на нить счетчика, обычно около IO6 Ом.
В качестве спусковых схем используют одновибраторы или блокинг-генера-торы. В случае применения достаточно чувствительной и сравнительно инерционной спусковой схемы изображенные на рис. 1.25,а вспомогательные элементы — усилитель и задержка — могут отсутствовать.
В транзисторном исполнении гасящую схему удобно выполнять на блокинг-генераторе (рис. 1.26). На обмотках трансформатора блокинг-генератора развиваются высоковольтные импульсы напряжения, порядка сотен вольт, достаточные для гашения счетчика. Схема запус» кается передним фронтом сигнала, выделяю* щегося на Rn при возникновении разряда в счетчике. Гасящий импульс берется с дополнительной обмотки блокинг-генератора и поступает на сопротивление /?с, включенное в цепь счетчика.
Гашение с обращением потенциала. Схемой гашения можно не только прервать разряд в счетчике, но и уско-
Рис 1.26. Гасящая схема на РИТЬ УХОД ИОНОВ из его объема И блокинг-генераторе улучшить временное разрешение.
