新型可变增益线性脉冲放大器

论文编号:JD1110  论文字数:9045,页数:14

摘要
 本文设计了一种新型可变增益线性脉冲放大器。介绍了放大器的基本原理，电路结
构，提高放大器稳定性、精度的措施和方法，最后通过电路仿真和实验整机测试进行验证。该放大器的作用是对探测器输出微弱脉冲进行放大、整形。一般探测器输出脉冲信号幅度为几十毫伏，而多道脉冲幅度分析器输入脉冲幅度要求为1-10V，所以脉冲线性放大器必须具有一定的电压放大增益，为数倍到上百倍。能谱仪上用的线性放大器，除了有足够的放大倍数外，还须有良好的线性和宽广的动态范围。
   放大器要求频带宽，以适应辐射脉冲的随机性和其极快的前沿。另外由于探测器输出脉冲信号底部较宽，脱尾严重，不能满足多道脉冲幅度分析器的要求。这时必需将信号脉冲整形。该放大器采用微分成形电路和有源积分成形电路结构，使不规则脉冲变换成标准的准高斯脉冲。为了克服一般放大器计数率低，温漂大，机械调节粗糙不够稳定等缺点，使用了非易失性数字电位器X9511和精密运放OP37，使电路结构大大简化。提高了放大器抗干扰能力，使增益多级连续平稳变化，且具有温漂低、脉冲线性好等特点。电源质量的好坏是决定系统性能的一个重要因素，放大器共4路电源，输入220V通过π型滤波，变压器变压，全波整流，最后通过三端稳压器稳压，电容滤波后输出。这样设计简洁，可靠，符合功率要求。
    此外，还采用了仿真技术。使得用户在原理图的设计阶段就能够正确分析电路的工作状态以及电路图的合理性，大大提高了电子线路的设计效率。经过仿真得到可行的电路结构原理图后，再进行电路的实际设计。该放大器研制成功后，配合导师研制的多道卡和线性门电路，对标准源、样品煤试验。该放大器可以实现对煤质的精确分析，现已连续使用二年多，证明该放大器具有良好性能,达到了预期设计要求。
    由于信号处理的好坏与探测器晶体、探测器中光电倍增管直流高压电源、前置放大、信号主放器都有关系，所以研究时把他们作为一个整体，但主要侧重于信号主放器的设计。

关键词：放大器；数字电位器；多道谱仪

目  录
摘要 1
第一章 运算放大器的介绍 2
第二章 开发工具简介 2
第三章 放大器的设计原则 5
3.1放大器的设计应该与探测器类型对应 5
3.2放大器的线性 5
3.3放大器稳定性 5
3.4脉冲堆积的消除 6
3.5频率响应的改善 6
3. 6传输信号的同轴电缆 6
第四章 基于protel放大器的设计 6
4.1原放大器的结构与性能分析 6
4.1.1原主放原理图 7
4.1.2原放大器采用的集成运放电参数 7
4.1.3 试验数据 8
4.1.4原放大器性能分析 8
4.2基于protel放大器电路结构及原理 9
4.2.1基于protel放大器的原理框图 9
4.2.2微分滤波电路 10
4.2.3有源积分滤波电路 11
4.2.4集成运放的选择 12
小结 12
参考文献 12