專利名稱：一種適用于核能譜測量系統(tǒng)的峰值采樣保持裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種峰值采樣保持裝置，具體說是一種適用于核能譜測量 系統(tǒng)的峰值采樣保持裝置。
背景技術(shù)：
在核能譜測量系統(tǒng)中，探測器輸出的信號經(jīng)信號調(diào)理電路后，輸出為準高 斯脈沖信號，信號峰值代表了放射性射線的特征，通過對峰值電壓進行模數(shù)轉(zhuǎn) 換，即可實現(xiàn)對放射性的測量。為了使模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的能準確地對峰值進行量 化，在轉(zhuǎn)換過程中要求輸入的電壓信號必須是穩(wěn)定的，因此在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路前 通常設計有峰值采樣保持裝置，在轉(zhuǎn)換過程中維持峰值電壓保持不變。開展對 峰值采樣保持裝置在核能譜測量系統(tǒng)中應用的研發(fā)，實現(xiàn)對輻射快速準確地分 析，可滿足核能譜測量的現(xiàn)實需要。
目前核能譜測量系統(tǒng)常規(guī)的峰值采樣保持裝置，由二極管峰值檢測及電容 采樣、保持及放電回路組成，該裝置存在著靈敏度低、誤差大、采樣速度慢、 可控性差等問題，如何提高峰值采樣保持裝置的靈敏度、精度及采樣速度一直 是此類系統(tǒng)的熱點與研究難點。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)峰值采樣保持裝置所帶來靈敏度低、誤差大、采樣速度慢、 可控性差等問題，提高核能譜測量系統(tǒng)的性能，本實用新型提供了一種新型的 峰值采樣保持裝置，可有效地解決傳統(tǒng)峰值采樣保持裝置的問題。
為實現(xiàn)本實用新型的目標所采用的技術(shù)方案是峰值采樣保持裝置由前置 緩沖電路、采樣保持電路、輸出緩沖電路組成。前置緩沖電、采樣保持電路、輸出緩沖電路順序連接，前置緩沖電路接收上位的峰值信號，如核能譜測量系 統(tǒng)的輸出信號，前置緩沖電路將經(jīng)過峰值采樣保持裝置進一步調(diào)理的信號輸出 給下位的接收電路，如模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
采樣保持電路具有兩個模擬開關(guān)U3A、 U3B， 一個二極管D3、 一個電容Cl。
前置緩沖電路具有集成運算放大器Ul、 二極管Dl、 二極管D2、 二極管D4、 電阻R1。所述的集成運算放大器U1的一個腳連接輸入信號，另一個腳分別與 二極管D1的陽極、二極管D4的陰極、電阻R1連接，第三個腳分別與模擬開 關(guān)U3A的一個腳、二極管D2的陽極、D4的陰極、模擬開關(guān)U3B的一個腳相連。
輸出緩沖電路具有集成運算放大器U2、 二極管D3、電容C1。所述的集成 運算放大器U2的一個腳分別與U3A的一個腳、二極管D3的陰極、電容C1連 接；U2的另一個腳分別與U2的第三個腳、Rl的一端連接并作為輸出端。
采樣保持電路中U3B的另一個腳連接采樣控制信號；U3A的另一個腳連接 復位控制信號。
當模擬開關(guān)U3A處于閉合狀態(tài)，模擬開關(guān)U3B處于斷開狀態(tài)時，峰值采樣 保持裝置處于采樣狀態(tài)，此時前置緩沖電路、采樣保持電路、輸出緩沖電路構(gòu) 成了閉環(huán)負反饋放大電路，輸出的電壓精確跟隨輸入電壓至最大值，克服了由 于檢波二極管的壓降導致的靈敏度低、誤差大的問題。當兩個模擬開關(guān)都處于 斷開狀態(tài)，峰值采樣保持裝置處于保持狀態(tài)，輸出緩沖電路輸出的電壓保持不 變，不受輸入電壓變化的影響，前置緩沖電路仍入于放大狀態(tài)，避免產(chǎn)生沖擊 信號及引起的誤差。當模擬開關(guān)U3B處于閉合狀態(tài)時，而模擬開關(guān)U3A處于斷 開狀態(tài)時，前置緩沖電路、釆樣保持電路、輸出緩沖電路重新構(gòu)成了閉環(huán)負反饋放大電路，輸出的電壓快速跟隨輸入電壓變化，此時，給電容復位，縮短了 電容復位時間，同時也提高了采樣速度。通過兩個模擬開關(guān)的閉合與斷開的控 制，進一步提高了峰值采樣保持裝置的可控性。
工作過程是在輸入信號的上升沿，經(jīng)前置緩沖電路后，為電容充電，直 到輸入信號達到峰值電壓，再經(jīng)輸出緩沖電路輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，此時，啟 動模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進行峰值量化同時關(guān)閉采樣電路，即峰值采樣保持裝置退出采 樣狀態(tài)進入保持狀態(tài)；在輸入信號的下降沿，由于二極管反偏，電容上保持的 電壓仍為輸入信號的峰值。當模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換完成后，峰值采樣保持裝置進 入復位狀態(tài)，直到下一個輸入信號的上升沿。
本實用新型的有益效果是解決了傳統(tǒng)峰值采樣保持裝置的靈敏度低、誤 差大、采樣速度慢、可控性差的問題。提高了核能譜測量系統(tǒng)中采樣保持裝置 的性能，同時也提高了核能譜測量系統(tǒng)的性能。


圖1是顯示本實用新型的峰值采樣保持裝置分別與探測器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 的連接示意圖。
圖2是本實用新型的峰值采樣保持裝置電路設計圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1所示的是峰值采樣保持裝置與核能譜測量系統(tǒng)中的探測器以及接收經(jīng) 過本裝置輸出的穩(wěn)定的電壓信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之間的常規(guī)連接結(jié)構(gòu)。
圖2所示，集成運算放大器Ul的3腳連接輸入信號，即圖1所述的核能譜 測量系統(tǒng)中的探測器輸出的準高斯脈沖信號；集成運算放大器U1的2腳分別與 二極管D1的陽極、二極管D4的陰極、電阻R1連接；集成運算放大器U1的6腳分別與模擬開關(guān)U3A的1腳、二極管D2的陽極、二極管D4的陰極、模擬開 關(guān)U3B的11腳相連。集成運算放大器U2的3腳分別與模擬開關(guān)U3A的2腳、 二極管D3的陰極、電容Cl連接；集成運算放大器U2的2腳分別與集成運算 放大器U2的6腳、電阻Rl的一端連接作為可供模數(shù)轉(zhuǎn)換電路接收的輸出信號。 模擬開關(guān)U3B的10腳與D3的陽極連接；模擬開關(guān)U3B的12腳連接采樣控制 信號。U3A的13腳連接復位控制信號。
詳細分析圖2的電路，不難推斷出，當模擬開關(guān)U3A、模擬開關(guān)U3B單獨 斷開或同時斷開時，能進一步提高了峰值采樣保持裝置的可控性。
權(quán)利要求1、 一種適用于核能譜測量系統(tǒng)的峰值采樣保持裝置，其特征是峰值采樣 保持裝置由前置緩沖電路、采樣保持電路、輸出緩沖電路組成，前置緩沖電路、 采樣保持電路、輸出緩沖電路順序連接，前置緩沖電路接收上位的峰值信號， 前置緩沖電路將經(jīng)調(diào)理的信號輸出給下位的接收電路。
2、 按照權(quán)利要求1所述的一種適用于核能譜測量系統(tǒng)的峰值采樣保持裝置， 其特征是所述的采樣保持電路由兩個模擬開關(guān)， 一個二極管， 一個電容組成。
3、 按照權(quán)利要求1所述的一種適用于核能譜測量系統(tǒng)的峰值采樣保持裝置， 其特征是所述的集成運算放大器Ul的3腳連接上位的輸入信號；Ul的2腳分 別與二極管D1的陽極、二極管D4的陰極、電阻R1連接；Ul的6腳分別與模 擬開關(guān)U3A的1腳、二極管D2的陽極、D4的陰極、模擬開關(guān)U3B的11腳相 連。
4、 按照權(quán)利要求1所述的一種適用于核能譜測量系統(tǒng)的峰值采樣保持裝置， 其特征是所述的集成運算放大器U2的3腳分別與U3A的2腳、二極管D3的 陰極、電容C1連接；U2的2腳分別與U2的6腳、Rl的一端連接作為輸出； U3B的10腳與D3的陽極連接。
5、 按照權(quán)利要求1所述的一種適用于核能譜測量系統(tǒng)的峰值采樣保持裝置， 其特征是所述的采樣保持電路中U3B的12腳連接采樣控制信號，U3A的13腳 連接復位控制信號。
專利摘要本實用新型涉及一種適用于核能譜測量系統(tǒng)的峰值采樣保持裝置。峰值采樣保持裝置由前置緩沖電路、采樣保持電路、輸出緩沖電路組成。前置緩沖電路、采樣保持電路、輸出緩沖電路順序連接，前置緩沖電路接收上位的峰值信號，前置緩沖電路將經(jīng)過峰值采樣保持裝置進一步調(diào)理的信號輸出給下位的接收電路。采樣保持電路具有兩個模擬開關(guān)U3A、U3B，一個二極管D3、一個電容C1。當模擬開關(guān)U3A、模擬開關(guān)U3B單獨斷開或同時斷開時，能進一步提高了峰值采樣保持裝置的可控性。本實用新型解決了傳統(tǒng)峰值采樣保持裝置的靈敏度低、誤差大、采樣速度慢、可控性差的問題。有效地提高了核能譜測量系統(tǒng)中采樣保持裝置的性能，同時也提高了核能譜測量系統(tǒng)的性能。
文檔編號G01T1/36GK201156088SQ20082010144
公開日2008年11月26日 申請日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月20日
發(fā)明者宇 盧, 吳允平, 吳進營, 李汪彪, 蘇偉達, 蔡聲鎮(zhèn) 申請人:福建師范大學