核电子学与核仪器课件10

快放大器的主要特点是：前沿和后沿要比谱仪放大器 快得多，一般在几纳秒左右。它的主要指标包括：上 升和下降时间，放大倍数及其稳定性，线性，过载特 性，输入及输出的最大幅度，噪声。其定义与谱仪放 大器中的含义一样。
¨ 模拟展宽器
在处理核信号过程中，需要把信号的幅度信息保存起 来以便在需要的时刻提供使用。能把信号的峰顶展宽 的电路通称为展宽器。用于把模拟信号峰顶展宽的称 为模拟展宽器，用它保持模拟信号的幅度信息。
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
n 5.2单元电路功能介绍
¨ 逻辑展宽器
¨Leabharlann Baidu堆积拒绝电路
高分辨率 谱仪放大 器中的各 点波形
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
n 5.2单元电路功能介绍
¨ 死时间校正和允许最高计数率
从堆积拒绝电路分析中可知，在监察信号的周期时间 Tip内，如果再有信号输入都要被舍弃，因此监察时间 就是堆积拒绝电路所产生的死时间，在这个死时间内 不能记录输入信号。计时电路就不应把这个时间记入 测量时间，而应从总的测量时间里扣除这个死时间得 到活时间。由测到的总计数率除以活时间就是信号的 计数率。这种办法就是死时间校正。
在高分辨率能谱仪中，影响谱仪能量分辨率的因 素有：射线及电荷收集的统计涨落、探测器及放 大器的噪声、信号堆积引起的基线偏移。
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
5.1堆积拒绝方法
对峰堆积的处理方法首先要能够随时发现峰堆积， 通常是设法判别信号的时间间隔是否过小，堆积 是否发生，然后把发生峰堆积的信号剔除。
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
5.2单元电路功能介绍
死时间校正和允许最高计数率 当输入脉冲的平均计数率为
输出无堆积的信号最大值为
路漫漫其悠远
计数效率与输入计数率的关系
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
n 5.2单元电路功能介绍
¨ 死时间校正和允许最高计数率
¨ 死时间校正和允许最高计数率
有无 堆积 拒绝 电路 的能 谱比 较
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
六、快放大器
n 6.1概述
在小分辨时间，高计数率，快定时及时间甄别等系统 中，快放大器是不可缺少的。由于探测器形成的电流 脉冲宽度比输出回路积分电容上形成的电压脉冲的宽 度窄，因此可以克服高计数率引起的信号堆积，所以 电流放大器一定是快放大器。
核电子学与核仪器-课件 10
路漫漫其悠远
2020/11/19
核电子学与核仪器课件10
上次课关键点
n 放大器在核测量系统中的作用及其结构
作用：放大、成形
结构：极性转换电路、极-零相消电路、积分滤波 放大电路、基线恢复电路等
n 放大器的基本参量
放大倍数及其稳定性、线性(积分非线性与微分非 线性)、噪声与信噪比、过载特性(幅度和计数率)、 上升时间、输入输出阻抗
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
上次课关键点
n 谱仪放大器的放大节
并联负反馈与串联负反馈；同相输入与反相输入 信噪比的区别
n 谱仪放大器中的滤波成形
滤波成形的作用(抑制系统噪声、使信号形状满足 后续分析设备的要求)；白化滤波器与匹配滤波器； 滤波成形的信息畸变(弹道亏损、堆积畸变)；无源 滤波成形电路(极-零相消、积分滤波成形、准高斯 成形)；有源滤波成形电路；基线恢复器(CD恢复 电路、CDD基线恢复电路)；通用谱仪放大器
路漫漫其悠远
前沿堆积
后沿堆积
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
5.1堆积拒绝方法
对信号的判别标准：
T>tw-tM两个信号都无幅度畸变。 tM>T>0发生前沿堆积，两个信号都发生畸变。 tw-tM>T>tM发生后沿堆积，前一个信号为畸变， 后一个信号发生畸变。
一旦信号发生堆积，根据堆积情况，在电路上可 以给出“堆积标志”信号作为禁止输入信号。这 个信号可以加到后面分析测量系统中去，以禁止 这个堆积信号进入分析测量系统。
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
本堂课主要内容：
n 五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
5.1堆积拒绝方法 5.2单元电路功能介绍 5.3堆积拒绝电路 5.4死时间校正和允许最高计数率
n 六、快放大器 n 七、弱电流放大器
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
随着高分辨半导体探测器的出现和使用，要求建立 适应高能量分辨率高计数率测量用的谱仪放大器， 在采用线性放大、滤波成形、基线恢复等技术的 基础上，又发展了堆积拒绝技术。目前，比较完 善的放大器除了基本放大节和滤波成形电路外， 将堆积拒绝电路、基线恢复电路都组合在一起， 称为高能量分辨率高计数率谱仪放大器，也称为 反堆积放大器。
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
n 5.2单元电路功能介绍
¨ 线性门
线性门是传输信号的一个门电路，其在控制信号作用 下，可以有两个状态。
线 性 门 电 路 示 意 图
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
n 5.2单元电路功能介绍
逻辑展宽器能够展宽逻辑脉冲信号，它不需要精确保 持输入信号的幅度信息。
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
n 5.2单元电路功能介绍
¨ 堆积拒绝电路
高
分
辨
率
谱
仪
放
大
器
原
理
路漫漫其悠远
图
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
n 5.2单元电路功能介绍
需要注意的是，逻辑展宽电路对每一个信号都要给出 持续时间为一个监察周期的信号输出。
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
n 5.2单元电路功能介绍
¨ 死时间校正和允许最高计数率
谱仪放大器输出脉冲的峰部展宽为tw时，对于输入脉 冲不受信号堆积影响的概率为：
如果取监察周期Tip的最小值，则对输出无堆积信 号的计数率和计数效率为
对于两个信号非常接近，以至于当快成形电路、快甄 别器及逻辑展宽电路的分辨时间的限制而不能分辨出 是两个信号，那么堆积拒绝电路就无法给出堆积标志 信号，也无法判别这种堆积现象。
幅度拒 绝原理 及各点 波形
路漫漫其悠远
核电子学与核仪器课件10
五、高能量分辨率高计数率谱仪放大器
n 5.2单元电路功能介绍