高计数率下的四路反堆积放大电路

　　随着高分辨半导体探测器的使用和发展,要求建立适应高能量分辨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

　　形外,将堆积拒绝电路、基线恢复电路组合在一起,称为高能量分辨率高计数率谱仪放大器。它和通用的普通谱仪放大器的主要差别是加入了堆积拒绝电路,称为反堆积放大器。在高计数率数据获取系统的平均计数率一般要达到

　　105/s以上,这对前端的线性电路提出了很高的要求。因为在电子学系统中限制计数率的主要措施是在线性电路部分,也就是前置放大器和主放大器部分。在使用分辨较差的探测器的能谱测量系统中,计数率对系统分辨的贡献只

　　有次要的影响。而在使用高分辨的探测器时,计数率问题就变得重要了。在低计数率的条件下,测量系统的分辨率主要决定于探测器中电荷产生及收集的统计涨落、探测器漏电流和放大器噪声等。如像闪烁探测器等固有分辨不是很高,并且探测器输出信号比较大,即信噪比比较高的探测器,仍然可以采用传统的CR—RC准高斯滤波成形方法,减小成形时间常数来得到较窄的脉冲波形,以满足高计数率的要求。准高斯成形能够获得较好的信噪比,并且非常适合后面获取采集系统的AD转换要求。在高计数率的情况下,要考虑信号的堆积效应,信号之间的堆积变得非常严重。如不加以判断并清除,则不仅所得谱峰偏移很多,而且还会出现假峰,这是绝对不能允许的。同时在高计数率的情况下,信号的基线漂移也非常严重,分辨变差,需要专门的基线恢复器予以恢复。我们研制的这种反堆积放大器有以下几个特点:

　　(1)允许较高的平均计数,可达到105/s;

　　(2)具有反堆积功能,在准高斯波形输出的同时,给出堆积标志,供后继电路处理;

　　(3)带有简单的基线调节;

　　(4)完全符合NIM标准;

　　(5)为了达到简化实验设备和仪器烦琐的目的并提高电路的集成度,在一个单宽NIM插件中同时有完全相同的四道输出。

　　1　电路组成与原理

　　我们设计的这种四路反堆积放大器的原理框图如图1所示。每路主要由输入级、极零补偿、放大成形、基线调节、再次放大、前沿快甄别、前沿慢甄别、反堆积电路和输出级等几部分组成。每路前置放大器的信号经过输入级,再通过极零补偿以后分成两路,一路经过两级积分放大成形后进入基线调节,然后再经过一次放大由输出级输出一个准高斯波形。另一路通过前沿快甄别输入到反堆积电路。通过基线调节以后的另外一路信号输入到前沿慢甄别电路,然后再到反堆积电路。从两个脉冲的时间上判断该信号是否有堆积产生,根据判断结果,给出标志信号,该信号通过输出级输出,以便后面电路的处理。