信号放大器及其正电子湮没寿命测量系统技术方案

本发明专利技术公开一种信号放大器及其正电子湮没寿命测量系统，属于核探测技术领域。该信号放大器包括：信号处理模块，所述信号处理模块的第一端电连接所述信号放大器的第一输入端；第一输出路径，所述第一输出路径的第一端电连接所述信号处理模块的第二端，且所述第一输出路径的第二端电连接所述信号放大器的第一输出端；第二输出路径，所述第二输出路径的第一端电连接所述信号处理模块的第二端，且所述第二输出路径的第二端电连接所述信号放大器的第二输出端；其中，所述第一输出路径和所述第二输出路径是自带功率输出的，所述第二输出路径中包括一延时电路。本发明专利技术能够实现对电信号的放大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核探测
，尤其涉及一种信号放大器及其正电子湮没寿命测量系统。
技术介绍
正电子湮没谱学(Positron annihilation spectroscopy，PAS)研究方法是一种探测正电子在材料中发生湮没后产生的伽马辐射的核谱学方法，它具有高的缺陷灵敏性和原子尺度缺陷微探测的优点，可以直观和半定量地提供材料中微观缺陷尺寸、浓度及分布的信息，已经成为研究材料微结构以及正电子及电子偶素化学的独特分析方法。正电子湮没寿命谱(positron annihilation lifetime spectrum，PALS)是正电子湮没谱学中最基本最重要的一种测量方法。其通常使用半衰期为2.6年的22Na正电子源，特点是在其发生γ衰变而放出一个正电子的同时还发射出一个γ光子，这个γ光子的能量为1.28MeV，因此这个γ光子的出现可看作为时间零点，测量这个能量为1.28MeV的γ光子与正电子湮没后产生的能量为0.511MeV的γ光子之间的时间间隔就可得到正电子的寿命。对每个湮没事件的湮没过程所需时间的测量，当湮没事件数累积到足够数量时，就可以得到一个符合一定统计误差要求的正电子湮没寿命谱。通常选取106事件数。由于闪烁体探测器具有高时间分辨率，因此，采用闪烁体探测器实现正电子湮没时间信号的探测。闪烁体探测器正电子寿命谱仪的设计，包括了对时间的起始信号和终止信号的判别选择，通常使用能量阈值选通γ信号的方法，因此，对γ信号的分辨率和稳定性有较高要求，涉及用于闪烁体探测器输出信号放大的放大器。放大器要求长时间保证稳定的输出，避免外接电路、温度等外界条件的改变对输出信号幅值的影响，最重要的一点是能够对放大信号进行
精确标定，使之与被探测的γ信号的能量形成对应关系。因此，需要一种新的信号放大器及其正电子湮没寿命测量系统。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够实现电信号放大的信号放大器及应用该信号放大器的正电子湮没寿命测量系统。本专利技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本专利技术的实践而习得。根据本专利技术的一方面，提供一种信号放大器，包括：信号处理模块，所述信号处理模块的第一端电连接所述信号放大器的第一输入端；第一输出路径，所述第一输出路径的第一端电连接所述信号处理模块的第二端，且所述第一输出路径的第二端电连接所述信号放大器的第一输出端；第二输出路径，所述第二输出路径的第一端电连接所述信号处理模块的第二端，且所述第二输出路径的第二端电连接所述信号放大器的第二输出端；其中，所述第一输出路径和所述第二输出路径是自带功率输出的，所述第二输出路径中包括一延时电路。于一实施例中，其中所述信号处理模块包括：第一级放大单元，所述第一级放大单元的第一端电连接所述信号放大器的第一输入端；第二级放大单元；第三级放大单元，所述第三级放大单元的第二端电连接所述第一输出路径和所述第二输出路径的并联连接点；其中，所述第一级放大单元、第二级放大单元和第三级放大单元依次串联。于一实施例中，其中所述信号处理模块还包括：极零相消电路，所述极零相消电路的第一端电连接所述第二级放大单元的第二端，且所述极零相消电路的第二端电连接所述第三级放大单元的第一端。于一实施例中，其中所述信号处理模块还包括：基线恢复电路，所述基线恢复电路的第一端电连接所述第三级放大单元的第二端，且所述基线恢复电路的第二端电连接所述第一输出路径和所述第二输出路径的并联
连接点。于一实施例中，其中所述第一输出路径包括一第四放大单元，所述第四放大单元用于将所述信号处理模块的输出信号进行放大后直接从所述第一输出端输出。于一实施例中，其中所述第二输出路径还包括一第五放大单元，所述第五放大单元的第一端电连接所述延时电路的第二端，且所述第五放大单元的第二端电连接所述信号放大器的第二输出端。于一实施例中，其中所述延时电路采用电容电感延时法和/或延时芯片延时法。于一实施例中，将所述信号放大器制成核电子学插件形式，其中所述插件包括两个所述信号放大器。根据本专利技术的再一方面，提供一种正电子湮没寿命测量系统，包括：第一闪烁体探测器，所述第一闪烁体探测器包括第一输入端、第一阳极和第一打拿极；第二闪烁体探测器，所述第二闪烁体探测器包括第二输入端、第二阳极和第二打拿极，其中所述第一闪烁体探测器的第一输入端和所述第二闪烁体探测器的第二输入端分别接收一放射源发射的伽马光子；第一恒比定时甄别器；第二恒比定时甄别器；延时器，其中所述第二恒比定时甄别器的两端分别电连接所述第二阳极和所述延时器的第一端；如上述信号放大器结构的第一信号放大器和第二信号放大器；第一定时单道分析器，其中所述第一信号放大器的两端分别电连接所述第一打拿极和所述第一定时单道分析器的第一端；第二定时单道分析器，其中所述第二信号放大器的两端分别电连接所述第二打拿极和所述第二定时单道分析器的第一端，所述第一定时单道分析器的第二端连接所述第二定时单道分析器的第三端，所述第二定时单道分析器的第二端电连接所述时间幅度转换器的第三端；时间幅度转换器，所述时间幅度转换器包括一起始道和一终止道，其中所述第一恒比定时甄别器的两端分别电连接所述第一阳极和所述时间幅度转换器的起始道，所述延时器的第二端电连接所述时间幅度转换器的终止道；多道分析器；其中所述时间幅度转换器的输出端连接所述多道分析器的输入端。于一实施例中，其中所述第一闪烁体探测器和所述第二闪烁体探测器
包括氟化钡闪烁体。综上所述，本专利技术的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。本专利技术通过将信号放大器的输出分为两路输出，其中一路直接输出，另一路经过延时后输出，能够满足核电子学插件的信号输入阈值要求，尤其是能够针对正电子湮没寿命测量系统中的氟化钡闪烁体探测器的输出信号实现快速放大，实现高探测效率、高时间分辨的信号测量。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1示意性示出根据本专利技术示例实施方式的一种信号放大器的结构示意图；图2示意性示出采用图1所述的信号放大器制成的插件的结构示意图；图3示意性示出示意性示出根据本专利技术示例实施方式的一种正电子湮没寿命测量系统的结构示意图；图4示意性示出氟化钡闪烁体探测器的能谱图；图5示意性示出根据本专利技术示例实施方式的信号放大器的输出信号标定的原理图；图6示意性示出根据本专利技术示例实施方式的闪烁体探测器的全能谱图；图7示意性示出根据本专利技术示例实施方式的第二闪烁体探测器的全能谱图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本专利技术的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对
它们的重复描述。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号放大器，其特征在于，包括：信号处理模块，所述信号处理模块的第一端电连接所述信号放大器的第一输入端；第一输出路径，所述第一输出路径的第一端电连接所述信号处理模块的第二端，且所述第一输出路径的第二端电连接所述信号放大器的第一输出端；第二输出路径，所述第二输出路径的第一端电连接所述信号处理模块的第二端，且所述第二输出路径的第二端电连接所述信号放大器的第二输出端；其中，所述第一输出路径和所述第二输出路径是自带功率输出的，所述第二输出路径中包括一延时电路。

【技术特征摘要】
1.一种信号放大器，其特征在于，包括：信号处理模块，所述信号处理模块的第一端电连接所述信号放大器的第一输入端；第一输出路径，所述第一输出路径的第一端电连接所述信号处理模块的第二端，且所述第一输出路径的第二端电连接所述信号放大器的第一输出端；第二输出路径，所述第二输出路径的第一端电连接所述信号处理模块的第二端，且所述第二输出路径的第二端电连接所述信号放大器的第二输出端；其中，所述第一输出路径和所述第二输出路径是自带功率输出的，所述第二输出路径中包括一延时电路。2.根据权利要求1所述的信号放大器，其特征在于，其中所述信号处理模块包括：第一级放大单元，所述第一级放大单元的第一端电连接所述信号放大器的第一输入端；第二级放大单元；第三级放大单元，所述第三级放大单元的第二端电连接所述第一输出路径和所述第二输出路径的并联连接点；其中，所述第一级放大单元、第二级放大单元和第三级放大单元依次串联。3.根据权利要求2所述的信号放大器，其特征在于，其中所述信号处理模块还包括：极零相消电路，所述极零相消电路的第一端电连接所述第二级放大单元的第二端，且所述极零相消电路的第二端电连接所述第三级放大单元的第一端。4.根据权利要求2或3所述的信号放大器，其特征在于，其中所述信号处理模块还包括：基线恢复电路，所述基线恢复电路的第一端电连接所述第三级放大单元的第二端，且所述基线恢复电路的第二端电连接所述第一输出路径和所
\t述第二输出路径的并联连接点。5.根据权利要求1所述的信号放大器，其特征在于，其中所述第一输出路径包括一第四放大单元，所述第四放大单元用于将所述信号处理模块的输出信号进行放大后直接从所述第一输出端输出。6.根据权利要求1所述的信号放大器，其特征在于，其中所述第二输出路径还包括一第五放大单元，所述第五放大单元的第一端电连接所述延...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹兴忠，况鹏，王宝义，张鹏，姜小盼，王英杰，李道武，章志明，李高峰，魏龙，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11