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          Vernier陽極探測器及其電子讀出電路的設(shè)計

          作者: 時間:2010-07-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          經(jīng)極零相消輸出的波形還不能直接采樣,必須改善它的波形。為了滿足采集卡對信號波形的需要,提高信號噪聲比,準確得到脈沖峰值數(shù)據(jù),需要進一步對信號進行濾波整形處理。通過最佳濾波器的討論可知,對稱無限寬尖頂脈沖具有最佳的信噪比,且高斯波形具有以上的特征,脈沖頂部比較平坦,所以脈沖的成型一般以高斯型或準高斯型為波形形狀,采用圖5所示的結(jié)構(gòu),使用兩級有源低通濾波器。在C=1 000 pF下,對不同積分時間取值,當τ2=1μs時;當R=1 kΩ,當τ2=2μs時,R=2 kΩ;當τ2=10μs時,R=10 kΩ。同樣R用跳線來實現(xiàn)取值。
          峰值保持電路基本原理如圖6所示。當輸入信號比閾值大時,比較器1輸出高電平觸發(fā)觸發(fā)器1輸出Q為高電平,觸發(fā)器2輸出為高電平,去控制LF398的邏輯電平,使LF398處于采用狀態(tài)。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/162980.htm


          當信號到達峰值時,比較器2輸出高電平,使與門電路輸出低電平,這時LF398處于保持狀態(tài),進而對信號峰值進行保持??刂齐娐分饕蓛杉墕畏€(wěn)態(tài)完成,當比較器1輸出高電平時,上升沿觸發(fā)1級單穩(wěn)態(tài),輸出的暫穩(wěn)時間可通過外接電阻調(diào)節(jié)時間長短。暫穩(wěn)態(tài)的下降沿觸發(fā)2級單穩(wěn)態(tài),輸出的高電平觸發(fā)模擬開關(guān),使LF398的保持電壓電容迅速放電。

          3 結(jié)論
          測試電路時,將電路接入本課題組自己搭建的紫外單光子計數(shù)成像系統(tǒng)中,用Tek DPO 4104示波器觀察每路電路的輸出波形,滿足準高斯分布,并使用系統(tǒng)對4孔掩模板成像。圖7(a)為4孔掩模板實物圖,各孔之間的距離分別是7 mm,9 mm,15 mm,孔徑約為2 mm。實驗條件:光源用的是低壓汞燈,兩塊MCP加電壓2 280 V,MCP與陽極間加電壓300 V,兩塊MCP的間距為50μm,MCP與陽極間距為15 mm。在真空度達到1.0×10-4Pa時,把陽極輸出的脈沖信號連接到電路。本次實驗使用的電路參數(shù)為:前置放大器的靈敏度A=1 V/pc,脈沖整形時間為2μs,電壓放大倍數(shù)為4倍,用示波器測量脈沖輸出的脈沖半峰全寬為5μs,電壓幅度滿足采集卡的量程為0~10 V。經(jīng)采集卡采集電壓峰值,軟件解碼后得到的灰度圖像如圖7(b)所示,可以看出所得圖像與實物一致。



          4 結(jié)語
          了一種陽極的信號處理電路,用該電路處理的信號電壓幅度、信噪比達到了陽極要求。通過對所的電路進行實驗測試,能夠滿足單光子探測成像系統(tǒng)的需求,驗證了電路的可行性。

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