Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Из-за сильной зависимости коэффициента усиления умножителей от питающего напряжения предназначенные для них источники высокого напряжения делаются стабилизированными. Особенно хорошая стабилизация (лучше 0,01 %) необходима при выполнении спектрометрических измерений.
Стабилизированный делитель напряжения. В устройствах, не требующих очень высокой стабильности коэффициента усиления ФЭУ, межэлектродные напряжения поддерживаются постоянными при помощи полупроводниковых стабилизаторов напряжения — стабилитронов. Падение напряжения на них мало зависит от протекающего тока. Обычно применяют кремниевые стабилитроны, на параметры которых мало влияет изменение температуры.
В схеме стабилизированного делителя для ФЭУ (рис. 1.30) ток В стабилитроны поступает с омического делителя Ru R2, Rn через дополнительные высокоомные резисторы RjJtU Rp,2> Rjj4Ti* Режим стабилитронов устанавливается таким, чтобы допустимая
(1.46)
Рис. 1.30. Питание ФЭУ от стабилизированного делителя напряжения 44
а;
Рис. 1 .Зі. Стабилизация коэффициента усиления ФЭУ, основанная на расфокусировке электронного пучка между динодами:
а — зависимость тока динода от ускоряющего напряжения; б — схема стабилизации
нестабильность высокоомного источника питания, а также возможные изменения протекающих в цепи динодов токов мало *влияли на распределение напряжений между электродами ФЭУ.
Стабилизация ФЭУ, основанная на расфокусировке электронного пучка между динодами. В лабораторных установках для улучшения стабильности коэффициента усиления ФЭУ иногда используют зависимость фокусировки пучка электронов, падающих на один из динодов, ?д от ускоряющего напряжения между динодами U0. Зависимость in = f (U0) для некоторых типов умножителей имеет форму, приведенную на рис. 1.31,а. При низком напряжении из-за расфокусировки лишь небольшая часть электронного пучка попадает на динод; при повышении напряжения фокусировка улучшается, наблюдается максимум тока; при дальнейшем повышении ускоряющего напряжения пучок вновь расфокусируется и ток падает. Кривая снимается при неизменных напряжениях на всех динодах, кроме исследуемого. Правая ветвь кривой используется для поддержания стабильного коэффициента усиления. Для этого в схеме питания ФЭУ (рис. 1.31,6) между двумя динодами а и б вводится батарея, а потенциал на последующий динод в снимается с переменного сопротивления R. Величину сопротивления выбирают такой, чтобы потенциал между динодами бив
U6-S=Ur-E6
соответствовал точке 0 кривой (рис. 1.31,а). Тогда при увеличении питающего напряжения и соответственно при увеличении падения напряжения на R ток в цепи динода в будет уменьшаться. Тем самым компенсируется общее повышение усиления ФЭУ. Аналогичная картина наблюдается при уменьшении напряжения источника питания. Заметим, что колебания напряжения на резисторе R примерно вдвое больше, чем на отдельных динодах, поэтому пучок электронов, падающих на динод в, расфокусируется сильнее и тем самым лучше обеспечит стабилизацию коэффициента усиления.
Метод, основанный на расфокусировке пучка электронов между динодами, позволяет заметно повысить стабильность коэффициента усиления, однако он неудобен тем, что требует индивидуального изучения каждого образца умножителя.
Автаподстройка по реперному световому импульсу. В сцинтил-ляционных спектрометрах, требующих особенно высокой стабильности коэффициента усиления, применяют схемы автоматического регулирования. Работа их, как правило, основана на привязке к
45
некоторому реперному световому импульсу или к спектральной линии вспомогательного или исследуемого излучения.
В схемах с реперным световым импульсом фотокатод ФЭУ освещается кратковременными стабильными по интенсивности вспышками света. Импульсы от них проходят], так же как и исследуемые импульсы сцинтилляций, через весь усилительный тракт спектрометра. При изменении коэффициента усиления ФЭУ и других элементов тракта амплитуда реперных импульсов на выходе также изменяется. В результате 'вырабатывается сигнал ошибки, соответствующий отклонению этих импульсов от нормальной величины. Сигнал ошибки через вспомогательные устройства изменяет в нужную сторону коэффициент усиления ФЭУ или усилителя. В этом методе высокие требования предъявляются к генератору реперных световых импульсов, обеспечить их высокую стабильность трудно.
Метод стабилизации, в котором в значительной степени ослабляется требование к высокой стабильности реперных импульсов, основан на том, что выходной реперный сигнал сравнивается с импульсом тока, протекающего через источник световых вспышек. При этом используется линейная зависимость между интенсивностью свечения некоторых источников света и протекающим через них током.
В схеме, приведенной на рис. 1.32,а, фотокатод ФЭУ освещается кратковременными вспышками от светодиода. Последний возбуждается импульсами тока через резистор R. На сопротивлении резистора выделяются импульсы напряжения Rl, пропорциональные интенсивности свечения /св (рис. 1.32,6). Снимаемые с выхода усилительного тракта спектрометра реперные импульсы сравнивают с импульсами напряжения на R. Схема сравнения вырабатывает сигнал ошибки, он интегрируется и используется для управления источником высокого напряжения ФЭУ. Управлять можно также и коэффициентом усиления усилителя.
