一种可测试宽带的放大器及放大器测试方法技术

本发明专利技术涉及核辐射探测领域，尤其涉及一种可测试宽带的放大器及放大器测试方法。包括电流脉冲生成模块和放大模块，所述电流脉冲生成模块与放大模块连接，所述电流脉冲生成模块能够生成电流脉冲信号，以模拟半导体探测器产生的信号；所述电流脉冲生成模块包括分压电路和耦合电路，所述分压电路的输出端与所述耦合电路的输入端连接，所述耦合电路的输出端与所述放大模块连接，所述分压电路的输入端与脉冲信号发生器连接，输入脉冲电压信号。本发明专利技术设计加入了电流脉冲生成模块，生成脉冲电流，以模拟半导体探测器产生的信号，从而对宽带前置放大电路进行实时测试，避免了再设计专门的测试电路板。电路板。电路板。

【技术实现步骤摘要】
一种可测试宽带的放大器及放大器测试方法


[0001]本专利技术涉及核辐射探测领域，尤其涉及一种可测试宽带的放大器及放大器测试方法。

技术介绍

[0002]在核辐射探测系统中，半导体探测器输出信号实质上是微弱的电流脉冲信号，因此其相应的前置放大器输入端的噪声与干扰会对探测器输出信号的测量带来影响。
[0003]为了有效评估前置放大器的实际性能，通常需要搭配使用专门的测试电路板，这将额外增加探测器的实际体积，不利于小型化设计。常用测试方法是通过采用脉冲电压信号搭配测试电容输入对前置放大电路进行测试，但该方法无法直接模拟实际信号的电流脉冲宽度信息，无法直接反映前置放大器的测量带宽范围。
[0004]此外，在进行前置放大电路核心运放芯片选择时，通常需要运放芯片有足够的增益、较大的带宽以及尽量小的电流噪声的。为了达到这些性能要求，目前，大部分低噪声半导体前置放大电路的输入端采用结型场效应晶体管配合高速运算芯片构成前置放大电路。这样的结构可同时利用结型场效应晶体管的低输入噪声、较高跨导特点与高速运算放大器的高增益、带宽特点，但采用结型场效应晶体管，将额外增加探测器电路体积。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种可测试宽带的放大器及放大器测试方法，解决了至少一种现有技术中存在的技术问题。
[0006]本专利技术提供的一个技术方案如下：一种可测试宽带的放大器，包括电流脉冲生成模块和放大模块，所述电流脉冲生成模块与放大模块连接，所述电流脉冲生成模块能够生成电流脉冲信号，以模拟半导体探测器产生的信号；
[0007]所述电流脉冲生成模块包括分压电路和耦合电路，所述分压电路的输出端与所述耦合电路的输入端连接，所述耦合电路的输出端与所述放大模块连接，所述分压电路的输入端输入脉冲电压信号，所述分压电路的输入端与脉冲信号发生器连接。
[0008]进一步地，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端与所述第二分压电阻的一端连接，所述第一分压电阻的另一端输入脉冲电压信号，所述第二分压电阻的另一端连接信号地。
[0009]进一步地，所述耦合电路包括精密电阻和耦合电容，所述精密电阻的一端与所述分压电路的输出端连接，所述精密电阻的另一端与所述耦合电容的一端连接，所述耦合电容的另一端与所述放大模块的输入端连接。
[0010]进一步地，所述放大模块包括前置放大电路、极零相消电路和滤波成型电路，所述前置放大电路的输入端与电流脉冲生成模块的输出端连接，所述极零相消电路的输入端与所述前置放大电路的输出端连接，所述滤波成型电路的输入端与所述极零相消电路的输出端连接；
[0011]所述前置放大电路能够将电流脉冲信号进行一次放大；
[0012]所述极零相消电路能够对放大后的电流脉冲信号进行基线恢复；
[0013]所述滤波成型电路能够对基线恢复后的电流脉冲信号进行二次放大和滤波。
[0014]进一步地，所述前置放大电路包括第一放大器、泄放电阻和积分电容，所述第一放大器的负向输入端分别与所述泄放电阻的一端和积分电容的一端连接，所述泄放电阻的另一端和积分电容的另一端均与所述第一放大器的输出端连接，所述第一放大器的正向输入端连接信号地。
[0015]进一步地，所述极零相消电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端与所述第一电容的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一电容的另一端连接，所述第一电容的一端与所述前置放大电路的输出端连接，所述第一电容的另一端与所述滤波成型电路的输入端连接。
[0016]进一步地，所述滤波成型电路包括第二放大器、第三放大器、第二电阻、第三电阻、第二电容、第四电阻和第五电阻，所述第二放大器的正向输入端连接第三电阻的一端，所述第二放大器的负向输入端分别与第二电阻的一端和第二电容的一端连接，所述第二电阻的另一端和第二电容的另一端均与第二放大器的输出端连接，所述第三放大器的正向输入端与第二放大器的输出端连接，所述第三放大器的负向输入端分别与第四电阻的一端与第五电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端连接信号地，第五电阻的另一端连接，所述第三放大器的输出端。
[0017]进一步地，所述第一放大器、第二放大器和第三放大器均采用AD8066芯片。
[0018]本专利技术的另一个技术方案提供了一种放大器测试方法，运用于上述任一所述的可测试宽带的放大器，包括：
[0019]S10：获取射线的射线电荷量，调整脉冲信号发生器发出的脉冲信号的脉冲电压与脉冲宽度，使得电流脉冲生成模块输出信号的电荷量与射线电荷量相等；
[0020]S20：调整脉冲信号发生器发出的脉冲信号的脉冲宽度，以生成不同脉冲宽度的脉冲信号，分别进行测试；
[0021]S30：将同一电荷量、不同脉冲宽度的脉冲信号输入放大器，分别记录放大器输出波形的电压幅度和波形脉宽。
[0022]进一步地，所述步骤S10还包括：在测试能量范围内，依据公式计算的射线的所携带的输入电荷量，
[0023][0024]其中，E为输入信号的能量，w
e
为产生电子
‑
空穴对所需的平均电离能，e
‑
为一个电子的电荷量。
[0025]本专利技术的有益效果：本专利技术设计加入了电流脉冲生成模块，生成电流脉冲信号，以模拟半导体探测器产生的信号，从而对宽带前置放大电路进行实时测试，避免了再设计专门的测试电路板。同时可以直接模拟测试实际信号的电流脉冲宽度信息。本专利技术的放大模块直接采用双路宽带低噪声放大芯片设计，实现了放大电路与滤波成形电路集一体设计，简化了电路结构，便于小型化设计，同时也满足探测器高增益宽带、低噪声测量需求。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的结构框图。
[0027]图2为本专利技术电流脉冲生成模块示意图。
[0028]图3为本专利技术放大模块示意图。
[0029]图4为本专利技术放大器本底波形。
[0030]图5为本专利技术模拟
241
Am和
137
Cs输出波形图。
[0031]图6为本专利技术宽带测试结果拟合图。
[0032]图7为本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0033]为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0034]在本专利技术的实施例中，图1是根据本专利技术一种可测试宽带的放大器结构提供的结构框图，图2是根据电流脉冲生成模块提供的解耦股示意图，图3是根据放大模块提供的结构示意图。具体如图1所示，本专利技术具体包括两个部分，电流脉冲生成模块1和放大模块2，所述电流脉冲生成模块1的输出端与放大模块2的输入端连接，所述电流脉冲生成模块1能够根据脉冲信号发生器3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可测试宽带的放大器，其特征在于，包括电流脉冲生成模块(1)和放大模块(2)，所述电流脉冲生成模块(1)与放大模块(2)连接，所述电流脉冲生成模块(1)能够生成电流脉冲信号，以模拟半导体探测器产生的信号；所述电流脉冲生成模块(1)包括分压电路和耦合电路，所述分压电路的输出端与所述耦合电路的输入端连接，所述耦合电路的输出端与所述放大模块(2)连接，所述分压电路的输入端与脉冲信号发生器(3)连接，输入脉冲电压信号。2.如权利要求1所述的可测试宽带的放大器，其特征在于，所述分压电路包括第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2)，所述第一分压电阻(R1)的一端与所述第二分压电阻(R2)的一端连接，所述第一分压电阻(R1)的另一端输入脉冲电压信号，所述第二分压电阻(R2)的另一端连接信号地。3.如权利要求1所述的可测试宽带的放大器，其特征在于，所述耦合电路包括精密电阻(R3)和耦合电容(C1)，所述精密电阻(R3)的一端与所述分压电路的输出端连接，所述精密电阻(R3)的另一端与所述耦合电容(C1)的一端连接，所述耦合电容(C1)的另一端与所述放大模块(2)的输入端连接。4.如权利要求1所述的可测试宽带的放大器，其特征在于，所述放大模块(2)包括前置放大电路、极零相消电路和滤波成型电路，所述前置放大电路的输入端与电流脉冲生成模块(1)的输出端连接，所述极零相消电路的输入端与所述前置放大电路的输出端连接，所述滤波成型电路的输入端与所述极零相消电路的输出端连接；所述前置放大电路能够将电流脉冲信号进行一次放大；所述极零相消电路能够对放大后的电流脉冲信号进行基线恢复；所述滤波成型电路能够对基线恢复后的电流脉冲信号进行二次放大和滤波。5.如权利要求4所述的可测试宽带的放大器，其特征在于，所述前置放大电路包括第一放大器(A1)、泄放电阻(Rf)和积分电容(Cf)，所述第一放大器(A1)的负向输入端分别与所述泄放电阻(Rf)的一端和积分电容(Cf)的一端连接，所述泄放电阻(Rf)的另一端和积分电容(Cf)的另一端均与所述第一放大器(A1)的输出端连接，所述第一放大器(A1)的正向输入端连接信号地。6.如权利要求4所述的可测试宽带的放大器，其特征在于，所述极零相消电路包括第一电阻(Rp)和第一电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：何资星，张玲玲，郭凤丽，
申请(专利权)人：无锡华普微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：