Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
где t — период следования импульсов; гд — сопротивление диодов постоянному току,
IU
имп
101
откуда
AU 2 *имп Ir
l^u уст ^ ^ 1Гд •
(2.57)
В реальной схеме ток / равен 100 мкА, гд^250 Ом и при скважности ^импД—Ю % смещение нулевой линии составляет всего 5 мВ {5-Ю”3 В). Поскольку амплитуда входных импульсов составляет обычно несколько вольт, то обеспечиваемое рассмотренной схемой смещение нулевой линии на два порядка меньше, чем в обычной переходной jRC-цепи [см. формулу (2.56)].
Дальнейшее улучшение параметров схемы восстановления постоянной составляющей достигается введением операционного усилителя, уменьшающего эффективное сопротивление диода пропорционально коэффициенту усиления (рис. 2.41,6). В исходном состоянии оба диода проводят равные токи, входной и выходной потенциал операционного усилителя близок нулю. Если усилитель имеет большое усиление, то незначительное изменение потенциала на его входе приводит к запиранию диода Д2 и, следовательно, к увеличению скорости перезарядки,, емкости С через диод Дь Этот процесс протекает до тех пор,, пока потенциал на входе усилителя, а значит и на выходе схемы, не станет близким нулю. Естественно, что для нормальной работы этой схемы операционный усилитель должен иметь большое входное сопротивление и малое, порядка нескольких ом, выходное сопротивление.
2.5.3. МЕТОД РАВНОВЕСНОГО ИМПУЛЬСА
Флуктуации постоянной составляющей или нулевой линии, возникающие при резких изменениях частоты следования сигналов; можно практически ликвидировать путем формирования в усилителе равновесных импульсов. Такой импульс изображен на рис. 2.42,6; площади его положительной и отрицательной частей равны. При прохождении равновесного импульса через RC-цеиъ емкость вначале заряжается, а затем разряжается на одну и ту же величину, поэтому на выходе переходной цепи постоянная составляющая равна нулю и, следовательно, резкое изменение средней частоты следования импульсов не влияет на их передачу.
Детектор
О
Выход
/13,
Л
Рис. 2.42. Временные диаграммы, поясняющие формирование однополярного (а) и равновесного (б) импульсов, в схеме с двумя короткозамкнутыми линиями задержки (в)
102
Существует несколько способов формирования равновесного импульса, чаще всего оно выполняется при помощи короткозамкнутых линий задержки. В схему усилителя вводятся две линии задержки (рис. 2.42,в). Первой линией JI3X производится простое укорачивание сигнала детектора (рис. 2.42,а), в результате которого формируется импульс продолжительностью 2t3 {U — время распространения сигнала вдоль линии). Укороченный импульс поступает через согласующий каскад на вторую короткозамкнутую линию задержки Л32. Ее время задержки выбирается таким же t3, поэтому обратный сигнал возвращается к входу непосредственно за укороченным импульсом и является как бы его продолжением (рис. 2.42,6).
Применяют и другие способы формирования равновесного импульса. Например, в том случае, когда сформированный сигнал детектора имеет П-образную форму и времена нарастания и спада равны, равновесный импульс можно получить путем дифференцирования такого сигнала на RCL-цепи.
Заметим, что равновесный импульс, как правило, формируется в первых секциях усилителя, где уровень сигнала мал и его нелинейные искажения исключаются. Последующие секции усилителя должны быть рассчитаны на правильную передачу обеих полуволн импульса. Особенно серьезные требования предъявляются к последним секциям, где амплитуда сигнала значительная.
Для амплитудных анализаторов, дискриминаторов и других устройств, на которые поступают усиленные сигналы, необходима одна полуволна равновесного импульса, поэтому в данном случае используется фактически лишь половина динамического диапазона усилителя. Недостаток метода в том, что уровень шумов при работе с равновесным импульсом значительно выше, чем в случае однополярных импульсов.
Заметим, что для временных измерений равновесный импульс часто бывает удобен, поскольку положение точки пересечения с нулевой линией не зависит от амплитуды. В- этом случае для получения временной отметки можно использовать дискриминатор типа триггера Шмитта, настраивая его так, чтобы порог отпускания совпадал с нулевой линией.
§ 2.6. РЕЖЕКЦИЯ НАЛОЖЕНИЙ
2.6.1. ВИДЫ НАЛОЖЕНИЙ
С выхода спектрометрического линейного усилителя импульсы, как правило, поступают на вход амплитудного анализатора, которым измеряется их амплитудное распределение. При достаточно большой интенсивности исследуемого излучения увеличивается вероятность наложения сигналов детектора и появляются искаженные импульсы, в результате чего искажается измеряемый спектр.
В § 2.2 мы рассматривали способы укорачивания сигналов детекторов, позволяющие значительно уменьшить вероятность наложений. Эффективность этих методов тем выше, чем уже сформиро-
103
ванный импульс. Однако это требование трудно выполнить в спектрометрических усилителях, где параметры фильтрующих цепей определяются требованием получения максимального отношения сигнала к шуму и сформированные импульсы имеют сравнительно большую длительность; поэтому вероятность наложений велика. Для уменьшения влияния искаженных импульсов на форму спектра на выходе усилителя часто ставят схемы, которые обнаруживают наложенные импульсы и отсекают их. Такой способ исключения наложенных импульсов называется режекцией наложений.