《基本测量电路第八节多道脉冲幅度分析器》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基本测量电路第八节多道脉冲幅度分析器(21页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 基本测量电路 第八节 多道脉冲幅度分析器,一、用单道测量能谱,探测器,前置放大器,主放大器,单道,定标器,稳定的直流高压电源,稳定的直流低压电源,探头,示波器,二、能谱,(计数率),幅度(V),0.5,1.5,2.5,3.5,4.5,6.5,5.5,7.5,8.5,5s钟计数,道宽:0.5V 阈值:0.59V,特点: 1)若需要看到谱线的细节,则需要小的道宽来增加测量的点,从而测量时间相对较长。 2)在每一次(某一阈值时)测量中,单道将脉冲幅值不在这一阈值的脉冲剔除掉了,造成了这些脉冲的浪费。,三、解决的办法使用多道,多道脉冲幅度分析器,采用了ADC(模拟数字转换器),将输入的每一个脉
2、冲的幅值进行ADC转换,得到的数字量(叫道址,它也就反映了脉冲的幅值大小) ,然后将相同道址(脉冲幅值)的脉冲进行分类,可得到道址-计数率分布曲线,即多道能谱。,多阈式多道:采用多个单道并列;极大的浪费器件,并且随着道的增加更加浪费;,四、多道的体实现方法,输入脉冲,ADC,4位的存储器,地址,数据,0000,0000,0010,0000,0001,0000,1101,1111,1110,0000,0000,0000,1101,相应的地址内容加1, 表示有一个脉冲的幅值是1101,(道址),道址,5s脉冲个数,五、关于ADC,ADC是将脉冲幅值的模拟量转换为数字量(道址):,一般情况下,若输入
3、脉冲的最大模拟量值为10V, 若最大转换的数字量为1024(210),则称为1024道分析器 若最大转换为512(29),则称为512道分析器 若最大转换为2048(211),则称为2048道分析器 若最大转换为4096(212),则称为4096道分析器 若最大转换为8192(213),则称为8192道分析器,五、关于ADC,道宽的定义:输入脉冲的最大幅值与要求转换的最大数字量之比,mV/ch,六、ADC类型,逐次渐进比较法ADC,线性放电法,基线恢复,线性门,模拟展宽器,线性放电,比较器,放电时间,与门,基准频率,数字量输出,f0,T,m,开始放电,结束放电,开线性门,上甄别阈,下甄别阈,关
4、线性门,六、 ADC的结构基线恢复,输入脉冲在经过RC耦合电路后,脉冲的基线会发生漂移,造成脉冲幅度测量的不准确,所以需要将脉冲的基线恢复到0的水平。,Vi,Vo,Vi,Vo,C,R,六、 ADC的结构基线恢复,Vi,Vo,Vi,Vo,C,R,D,t,t,简单的CD基线恢复电路,造成基线漂移的原因是:脉冲的来临使电容C上冲了一定的电荷,在脉冲过去后,由于R较大而不能完全放完,并联一个D以后,使电容C的放电很快,达到极限恢复的目的。,六、 ADC的结构线性门,输入脉冲通过上下甄别器,判定此脉冲为有效脉冲,然后让此脉冲通过后进行ADC转换,此时把线性门关闭,防止后来的脉冲影响ADC转换,等此脉冲A
5、DC转换完毕,通过比较器打开线性门,接受下一个脉冲的转换。,六、 ADC的结构模拟展宽,将脉冲的幅值进行保持,将这个被保持着的脉冲幅值进行AD转换,转化为数字量。 这一步通过电容C实现,如下:,CH,D,Vi,VCH,Vi,VCH,t,t,六、 ADC的结构线性放电,将保持着的脉冲高度VCH上的电压,通过恒流源 I 进行线性放电,则放电时间 T 与脉冲的幅值成正比。,六、 ADC的结构比较器,通过过零比较器判断线性放电是否将电容CH上的电压放到了0,如果放到了0,则表示放电结束。控制线性门打开。,六、 ADC的结构数字量m的产生,线形放电开始,把与门打开,基准频率 f0 通过与门输出脉冲,等到
6、过零比较器产生输出信号,则关闭与门。则与门打来的时间 T 即为放电的时间,与输出脉冲的个数 m 成正比。,放电时间,与门,基准频率,数字量输出,f0,T,m,开始放电,结束放电,=1/T0,六、 ADC的结构道宽,所以,通过改变 CH、I、T0 可以改变道宽, 通过 CH 或 I 而改变的,称为模拟改变道宽 通过 T0 改变的,称为数字改变道宽,七、多道的后续处理,通过ADC转换的数字量m(即道址),送入计算机存储器,在与m对应的存储器地址的内容加1即可。 经过一定时间的测量,将得到的对应地址的内容值按地址值描绘成曲线,即为射线的能谱。,输入脉冲,ADC,10位(1024)的存储器,地址,数据,0000,0d,2d,0000,1d,0000,1021d,1023d,1022d,0000,0000,0000,1021d,相应的地址内容加1, 表示有一个脉冲的幅值是1021d,(道址),道址,5s脉冲个数,八、Cs-137的能谱0.662MeV,(计数率),5s钟计数,道址m 幅度V 能量E,Ba-137 X射线峰,Cs-137 射线康普顿坪,Cs-137 射线反散射峰,Cs-137 射线 全能峰(光电峰),FWHM,m0 V0 E0,