[實(shí)用新型]一種適用于核能譜測(cè)量系統(tǒng)的峰值采樣保持裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820101446.3
• 申請(qǐng)日: 2008-02-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201156088Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇偉達(dá);吳允平;蔡聲鎮(zhèn);李汪彪;盧宇;吳進(jìn)營(yíng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01T1/36
• 分類號(hào): G01T1/36
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利代理有限公司
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種峰值采樣保持裝置，具體說(shuō)是一種適用于核能譜測(cè)量系統(tǒng)的峰值采樣保持裝置。

背景技術(shù)

在核能譜測(cè)量系統(tǒng)中，探測(cè)器輸出的信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路后，輸出為準(zhǔn)高斯脈沖信號(hào)，信號(hào)峰值代表了放射性射線的特征，通過(guò)對(duì)峰值電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)放射性的測(cè)量。為了使模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的能準(zhǔn)確地對(duì)峰值進(jìn)行量化，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中要求輸入的電壓信號(hào)必須是穩(wěn)定的，因此在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路前通常設(shè)計(jì)有峰值采樣保持裝置，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中維持峰值電壓保持不變。開(kāi)展對(duì)峰值采樣保持裝置在核能譜測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)用的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輻射快速準(zhǔn)確地分析，可滿足核能譜測(cè)量的現(xiàn)實(shí)需要。

目前核能譜測(cè)量系統(tǒng)常規(guī)的峰值采樣保持裝置，由二極管峰值檢測(cè)及電容采樣、保持及放電回路組成，該裝置存在著靈敏度低、誤差大、采樣速度慢、可控性差等問(wèn)題，如何提高峰值采樣保持裝置的靈敏度、精度及采樣速度一直是此類系統(tǒng)的熱點(diǎn)與研究難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服傳統(tǒng)峰值采樣保持裝置所帶來(lái)靈敏度低、誤差大、采樣速度慢、可控性差等問(wèn)題，提高核能譜測(cè)量系統(tǒng)的性能，本實(shí)用新型提供了一種新型的峰值采樣保持裝置，可有效地解決傳統(tǒng)峰值采樣保持裝置的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目標(biāo)所采用的技術(shù)方案是：峰值采樣保持裝置由前置緩沖電路、采樣保持電路、輸出緩沖電路組成。前置緩沖電、采樣保持電路、輸出緩沖電路順序連接，前置緩沖電路接收上位的峰值信號(hào)，如核能譜測(cè)量系統(tǒng)的輸出信號(hào)，前置緩沖電路將經(jīng)過(guò)峰值采樣保持裝置進(jìn)一步調(diào)理的信號(hào)輸出給下位的接收電路，如模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。

采樣保持電路具有兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)U3A、U3B，一個(gè)二極管D3、一個(gè)電容C1。

前置緩沖電路具有集成運(yùn)算放大器U1、二極管D1、二極管D2、二極管D4、電阻R1。所述的集成運(yùn)算放大器U1的一個(gè)腳連接輸入信號(hào)，另一個(gè)腳分別與二極管D1的陽(yáng)極、二極管D4的陰極、電阻R1連接，第三個(gè)腳分別與模擬開(kāi)關(guān)U3A的一個(gè)腳、二極管D2的陽(yáng)極、D4的陰極、模擬開(kāi)關(guān)U3B的一個(gè)腳相連。

輸出緩沖電路具有集成運(yùn)算放大器U2、二極管D3、電容C1。所述的集成運(yùn)算放大器U2的一個(gè)腳分別與U3A的一個(gè)腳、二極管D3的陰極、電容C1連接；U2的另一個(gè)腳分別與U2的第三個(gè)腳、R1的一端連接并作為輸出端。

采樣保持電路中U3B的另一個(gè)腳連接采樣控制信號(hào)；U3A的另一個(gè)腳連接復(fù)位控制信號(hào)。

當(dāng)模擬開(kāi)關(guān)U3A處于閉合狀態(tài)，模擬開(kāi)關(guān)U3B處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，峰值采樣保持裝置處于采樣狀態(tài)，此時(shí)前置緩沖電路、采樣保持電路、輸出緩沖電路構(gòu)成了閉環(huán)負(fù)反饋放大電路，輸出的電壓精確跟隨輸入電壓至最大值，克服了由于檢波二極管的壓降導(dǎo)致的靈敏度低、誤差大的問(wèn)題。當(dāng)兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)都處于斷開(kāi)狀態(tài)，峰值采樣保持裝置處于保持狀態(tài)，輸出緩沖電路輸出的電壓保持不變，不受輸入電壓變化的影響，前置緩沖電路仍入于放大狀態(tài)，避免產(chǎn)生沖擊信號(hào)及引起的誤差。當(dāng)模擬開(kāi)關(guān)U3B處于閉合狀態(tài)時(shí)，而模擬開(kāi)關(guān)U3A處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，前置緩沖電路、采樣保持電路、輸出緩沖電路重新構(gòu)成了閉環(huán)負(fù)反饋放大電路，輸出的電壓快速跟隨輸入電壓變化，此時(shí)，給電容復(fù)位，縮短了電容復(fù)位時(shí)間，同時(shí)也提高了采樣速度。通過(guò)兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)的控制，進(jìn)一步提高了峰值采樣保持裝置的可控性。

工作過(guò)程是：在輸入信號(hào)的上升沿，經(jīng)前置緩沖電路后，為電容充電，直到輸入信號(hào)達(dá)到峰值電壓，再經(jīng)輸出緩沖電路輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，此時(shí)，啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行峰值量化同時(shí)關(guān)閉采樣電路，即峰值采樣保持裝置退出采樣狀態(tài)進(jìn)入保持狀態(tài)；在輸入信號(hào)的下降沿，由于二極管反偏，電容上保持的電壓仍為輸入信號(hào)的峰值。當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換完成后，峰值采樣保持裝置進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，直到下一個(gè)輸入信號(hào)的上升沿。

本實(shí)用新型的有益效果是：解決了傳統(tǒng)峰值采樣保持裝置的靈敏度低、誤差大、采樣速度慢、可控性差的問(wèn)題。提高了核能譜測(cè)量系統(tǒng)中采樣保持裝置的性能，同時(shí)也提高了核能譜測(cè)量系統(tǒng)的性能。

附圖說(shuō)明

圖1是顯示本實(shí)用新型的峰值采樣保持裝置分別與探測(cè)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的連接示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的峰值采樣保持裝置電路設(shè)計(jì)圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1所示的是峰值采樣保持裝置與核能譜測(cè)量系統(tǒng)中的探測(cè)器以及接收經(jīng)過(guò)本裝置輸出的穩(wěn)定的電壓信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之間的常規(guī)連接結(jié)構(gòu)。