Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Уменьшение заряда конденсатора CAtZc равно заряду, уходящему в цепь динода,
U
CAUc= J i(t)dt.
о
Поэтому емкость блокирующего конденсатора должна быть не ме-
IICC
(1.41)
k AUa
где /д — средний ток в цепи динода за время
Флуктуации напряжения на делителе приводят к флуктуациям коэффициента усиления. Если постоянные времени делителя RkCh сделать постоянно уменьшающимися в сторону фотокатода, то для сцинтилляторного импульса, имеющего крутой фронт и экспоненциальный спад, относительное изменение усиления будет описываться выражением
AM __ Ia макс exp (t/Tc) ехр ( t/R7lCn) /J 42)
м ~ /д Tc-RnCn
где Tc — постоянная времени высвечивания сцинтиллятора; !(л мак о — максимальная амплитуда анодных импульсов; RnCn — постоянная времени последнего каскада делителя. При большой постоянной времени в цепи делителя RnCn зависимость (1.42) имеет вид
ДМ = Ломакс /---------------/_\ Z1 43)
M IaRuCji fV RnCnJ
Таким образом, увеличение постоянных времени делителя уменьшает колебания коэффициента усиления, но делает их более продолжительными. И при больших частотах поступления импульсов, превышающих IJRnCn, в результате наложений возможны отклонения А М/М, превосходящие значения, полученные из выражения (1.43).
При выборе постоянных времени делителя руководствуются максимальной средней частотой следования импульсов /макс и
39
постоянную времени делают равной RnCn^ l/fMaKc. При этом сопротивление делителя определяется током делителя /д, при котором обеспечивается максимально допустимое среднее квадратическое отклонение усиления ФЭУ.
Распределение потенциалов между электродами фотоумножителя обычно указывает в паспорте завод-изготовитель. Окончательная подгонка потенциалов производится при наладке сцинтилляционного счетчика по максимальному амплитудному либо временному разрешению.
Активный делитель напряжения. Уменьшить значительно влияние динодных токов на распределение напряжений между электродами ФЭУ можно при помощи активного делителя. Для этого используют эмиттерные повторители, включаемые между омическим делителем напряжения и динодами ФЭУ (рис. 1.28). Обычно Применяют несколько составных повторителей (Тпи Tn2l T71 з), питающих последние диноды, так как в их цепях протекают значительные токи, приводящие к колебаниям исходных напряжений. Остальные диноды и фотокатод питаются непосредственно от омического делителя. Поскольку эмиттерные повторители имеют боль-
Рис. 1.28. Питание ФЭУ от активного делителя напряжения
40
шое входное сопротивление, они практически не нагружают делитель, и стабильность снимаемых с делителя напряжений определяется в основном источником питания. Распределение напряжений на делителе повторяется эмиттерными повторителями. Благодаря тому, что их выходное сопротивление мало, распределение напряжений между динодами во время регистрации световой вспышки изменяется незначительно. Включенные между входом и выходом эмиттерных повторителей диоды Дп служат для защиты транзисторов от бросков напряжения обратного знака. Число каскадов в эмиттерных повторителях может быть различным. Оно определяется отбираемыми токами; повторители, удаленные от анода, могут быть выполнены на двух транзисторах.
Активные делители для питания ФЭУ рационально выполнять в виде интегральных гибридных схем.
Съем сигналов с ФЭУ. Выходной сигнал с ФЭУ снимается с нагрузки, включенной в анодную цепь или цепь последнего динода (рис. 1.27). Если нагрузка Rll включена в анодную цепь, то сигнал имеет отрицательную полярность, так как анодный ток определяется вторичными электронами, поступающими на анод с последнего динода. Сигнал, снимаемый с нагрузки Rrny включенной в цепь последнего динода, имеет положительную полярность, поскольку больше электронов уходит с динода, чем поступает. Амплитуды отрицательного и положительного импульсов примерно одинаковы. Действительно, если на анод поступает яа электронов, то на последний динод должно поступить njo электронов, где а — коэффициент вторичной эмиссии; а число электронов, текущих в цепи последнего динода, равно
“*-<М4> Эта величина мало отличается от яа, так как коэффициент вторичной эмиссии у динодов значительно больше единицы.
При выборе сопротивлений нагрузки у ФЭУ следует руководствоваться правилами, рассмотренными в § 1.2. В качестве выходных схем умножителей обычно используют эмиттерные повторители и усилительные каскады с заземленной базой. Первые применяют в спектрометрических установках, когда производится полное собирание заряда; вторые — во временных измерениях либо в том случае, когда интегрирующая схема удалена от детектора (см. § 1.3).
Возможность работы с малыми сопротивлениями нагрузки, при больших выходных токах ФЭУ позволяет также в некоторых случаях передавать сигнал непосредственно в соединительный и укорачивающий кабель.
КЭУ и схемы их включения. Помимо фотоэлектронных умножителей в ядерной физике, в термоядерных исследованиях и других областях,физики используют электронные умножители, рассчитанные на непосредственную регистрацию частиц. В таких умножителях нет фотокатода и исследуемые частицы попадают на первый динод через входное окошко; возникающие в результате вторичной эмиссии электроны далее умножаются в системе динодов.
