核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路，它包含電荷靈敏放大器和主線性放大電路兩部分，其特征在于：前置電荷靈敏放大器使用CA3140芯片U1，主線性放大器由微分成型電路、一級放大電路、積分成型電路、二級放大電路和基線恢復(fù)電路五部分組成；微分成型電路由帶開關(guān)控制的無源RC濾波電路U4、方向選擇電路U5、運算放大器U1和RC積分電路U3組成；一級放大電路由限幅電路U6、運算放大器U1和RC積分電路U3組成；積分成型電路由二級有源積分濾波電路U7、運算放大器U1、無源RC濾波電路U8組成；二級放大電路由一級有源積分濾波電路U9、運算放大器U1和無源RC濾波電路U8組成。本實用新型能得到理想的準(zhǔn)高斯輸出，提高了后期采集處理的準(zhǔn)確性。
【專利說明】
核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于核輻射探測【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種對核輻射進(jìn)行定量測量技術(shù)，特別涉及核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路。

【背景技術(shù)】
[0002]核電子學(xué)儀器前端探測器檢測到的信號一般都是非常微弱的電流信號，并且常常會受到外界環(huán)境和噪聲的干擾，因此，對這樣的微弱信號進(jìn)行處理時，一般都要先進(jìn)行預(yù)處理，把探測需要的信號從帶有大量噪聲信號的信息中過濾過來，并將微伏級的電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號，對其放大到伏級再對信號進(jìn)行脈沖成型，以滿足后續(xù)分析測量電路的需要。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的就是要設(shè)計出一種核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路，對核電子學(xué)輸出的微弱信號進(jìn)行采集和放大處理，采集到所需的脈沖信號，以滿足后續(xù)核電子學(xué)實驗系統(tǒng)的需求。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案:
[0005]一種核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路，它包含電荷靈敏放大器和主線性放大電路兩部分，前置電荷靈敏放大器使用CA3140芯片U1，主線性放大器由微分成型電路、一級放大電路、積分成型電路、二級放大電路和基線恢復(fù)電路五部分組成；微分成型電路由帶開關(guān)控制的無源RC濾波電路U4、方向選擇電路U5、運算放大器Ul和RC積分電路U3組成；一級放大電路由限幅電路U6、運算放大器Ul和RC積分電路U3組成；積分成型電路由二級有源積分濾波電路U7、運算放大器Ul、無源RC濾波電路U8組成；二級放大電路由一級有源積分濾波電路U9、運算放大器Ul和無源RC濾波電路U8組成。
[0006]優(yōu)選:
[0007]電荷靈敏放大器由CA3140芯片Ul、高通濾波電路U2和RC積分電路U3構(gòu)成，微弱信號經(jīng)高通濾波電路U2濾波后輸入到CA3140芯片Ul,其輸出經(jīng)RC積分電路U3的4號引腳反饋到CA3140芯片Ul的2號引腳。
[0008]所述微分成型電路中前端信號通過帶開關(guān)控制的無源RC濾波電路U4及方向選擇電路U5連接到運算放大器Ul的2號、3號管腳，在運算放大器Ul的輸出端與負(fù)輸入端跨接RC積分電路U3形成負(fù)反饋，方向選擇電路U5的2號、3號引腳通過開關(guān)控制改變Ul輸入信號的極性。
[0009]所述限幅電路U6連接到運算放大器Ul的正輸入端，其輸出通過RC積分電路U3反饋到Ul的負(fù)輸入端。
[0010]所述二級有源積分濾波電路U7與運算放大器Ul的同向輸入端相連，其輸出通過無源RC濾波電路U8反饋到運算放大器Ul的反向輸入端；二級放大部分通過一級有源積分濾波電路U9與運算放大器Ul同向輸入端相連，運算放大器Ul輸出通過無源RC濾波電路U8反饋到運算放大器Ul負(fù)輸入端，最后通過基線恢復(fù)電路UlO輸出信號。
[0011]本實用新型通過針對核電子學(xué)儀器前端探測器檢測到的微弱脈沖信號，通過前置電荷靈敏放大器、微分成型電路、一級放大電路、積分成型電路、二級放大電路和基線恢復(fù)電路的設(shè)計，得到理想的準(zhǔn)高斯輸出，提高了后期采集處理的準(zhǔn)確性。
[0012]本實用新型對核電子學(xué)儀器前端探測器檢測到的微弱信號進(jìn)行采集和放大處理，采集到所需的脈沖信號，不僅可以滿足后續(xù)核電子學(xué)實驗系統(tǒng)的需求，還可以將此信號用于相關(guān)特色課程的實驗教學(xué)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為前置電荷靈敏示意圖；
[0015]圖3為微分成型示意圖；
[0016]圖4為一級放大示意圖；
[0017]圖5為積分成型示意圖；
[0018]圖6為二級放大和基線恢復(fù)示意圖。

【具體實施方式】
[0019]本實用新型可以通過上述實用新型技術(shù)方案具體實施，通過下述技術(shù)實驗報告及實施例作進(jìn)一步說明，然而，本實用新型的范圍并不限于下述實施例。
[0020]實施例1:
[0021]一種核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路，它包含電荷靈敏放大器和主線性放大電路兩部分，前置電荷靈敏放大器使用CA3140芯片U1，主線性放大器由微分成型電路、一級放大電路、積分成型電路、二級放大電路和基線恢復(fù)電路五部分組成；微分成型電路由帶開關(guān)控制的無源RC濾波電路U4、方向選擇電路U5、運算放大器Ul和RC積分電路U3組成；一級放大電路由限幅電路U6、運算放大器Ul和RC積分電路U3組成；積分成型電路由二級有源積分濾波電路U7、運算放大器Ul、無源RC濾波電路U8組成；二級放大電路由一級有源積分濾波電路U9、運算放大器Ul和無源RC濾波電路U8組成。
[0022]電荷靈敏放大器由CA3140芯片Ul、高通濾波電路U2和RC積分電路U3構(gòu)成，微弱信號經(jīng)高通濾波電路U2濾波后輸入到CA3140芯片Ul,其輸出經(jīng)RC積分電路U3的4號引腳反饋到CA3140芯片Ul的2號引腳。
[0023]所述微分成型電路中前端信號通過帶開關(guān)控制的無源RC濾波電路U4及方向選擇電路U5連接到運算放大器U6的2號、3號管腳，在運算放大器U6的輸出端與負(fù)輸入端跨接RC積分電路U3形成負(fù)反饋。
[0024]限幅電路U6連接到運算放大器Ul的正輸入端，其輸出通過RC積分電路U3反饋到Ul的負(fù)輸入端。
[0025]二級有源積分濾波電路U7與運算放大器Ul的同向輸入端相連，其輸出通過無源RC濾波電路U8反饋到運算放大器Ul的反向輸入端。
[0026]一級有源積分濾波電路U9與運算放大器Ul同向輸入端相連，運算放大器Ul輸出通過無源RC濾波電路U8反饋到運算放大器Ul負(fù)輸入端，最后通過基線恢復(fù)電路UlO輸出信號。
[0027]上述所用Ul使電路具有大的輸入阻抗和小的輸出阻抗，而且有很小的偏置電流，反饋端RC組成的積分電路為電容提供充放電回路。U4通過改變不同的阻值和容值從而消除信號的下沖，改善輸出波形。U4的6號引腳連接U5的2號引腳。微分成型中Ul通過U5及U3可以改變輸入信號的極性，Ul的6號引腳通過U3反饋回U5的3號引腳。微分成型中Ul的6號引腳與一級放大中Ul的3號引腳相連，當(dāng)前級信號的脈沖幅度過大時，通過Ul會進(jìn)一步放大，經(jīng)過U6之后可以限制信號的幅度，防止信號產(chǎn)生失真。
[0028]信號經(jīng)Ul的6號引腳通過U3反饋回其2號引腳，一級放大中Ul的6號引腳與積分成型中Ul的3號引腳相連，在Ul的6號引腳與2號引腳間接有由RC構(gòu)成的兩級積分濾波電路，其輸出6號引腳再連二級放大中Ul的3號引腳，以實現(xiàn)多級積分成型，在Ul的6號引腳得到準(zhǔn)高斯波形的輸出。當(dāng)輸入脈沖信號頻率很高的時候，由于耦合電容的充放電使得輸出信號的基線產(chǎn)生偏移，為此將Ul的6號引腳接到U10，讓信號的基線恢復(fù)到原來的位置以得到所需的準(zhǔn)高斯波形。
[0029]本實施例中除有特別說明以外，其涉及的Ul-UlO為通用電路或電子器件。
【權(quán)利要求】
1.一種核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路,它包含電荷靈敏放大器和主線性放大電路兩部分，其特征在于: 前置電荷靈敏放大器使用CA3140芯片Ul ； 主線性放大器由微分成型電路、一級放大電路、積分成型電路、二級放大電路和基線恢復(fù)電路五部分組成； 微分成型電路由帶開關(guān)控制的無源RC濾波電路U4、方向選擇電路U5、運算放大器Ul和RC積分電路U3組成； 一級放大電路由限幅電路U6、運算放大器Ul和RC積分電路U3組成； 積分成型電路由二級有源積分濾波電路U7、運算放大器Ul、無源RC濾波電路U8組成； 二級放大電路由一級有源積分濾波電路U9、運算放大器Ul和無源RC濾波電路U8組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路，其特征在于，電荷靈敏放大器由CA3140芯片Ul、高通濾波電路U2和RC積分電路U3構(gòu)成，微弱信號經(jīng)高通濾波電路U2濾波后輸入到CA3140芯片Ul,其輸出經(jīng)RC積分電路U3的4號引腳反饋到CA3140芯片Ul的2號引腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路，其特征在于，所述微分成型電路中前端信號通過帶開關(guān)控制的無源RC濾波電路U4及方向選擇電路U5連接到運算放大器Ul的2號、3號管腳，在運算放大器Ul的輸出端與負(fù)輸入端跨接RC積分電路U3形成負(fù)反饋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路，其特征在于，限幅電路U6連接到運算放大器Ul的正輸入端，其輸出通過RC積分電路U3反饋到Ul的負(fù)輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路，其特征在于，二級有源積分濾波電路U7與運算放大器Ul的同向輸入端相連，其輸出通過無源RC濾波電路U8反饋到運算放大器Ul的反向輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電子學(xué)實驗系統(tǒng)放大電路，其特征在于，一級有源積分濾波電路U9與運算放大器Ul同向輸入端相連，運算放大器Ul輸出通過無源RC濾波電路U8反饋到運算放大器Ul負(fù)輸入端，最后通過基線恢復(fù)電路UlO輸出信號。
【文檔編號】H03F1/34GK204013409SQ201420489815
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】徐哈寧, 朱堅, 楊澤林, 嚴(yán)斌, 余強(qiáng) 申請人:東華理工大學(xué)