672谱放大器

ORTEC 672 Spectroscopy Amplifier
  • 高性能能谱,适合所有类型的辐射探测器(Ge、Si、闪烁;正比计数器)
  • 自动极零调整*可轻松针对任何辐射探测器进行设置
  • 可选的三角形和高斯滤波器使最佳分辨率的时间常数加倍
  • 堆积判弃器和基线恢复器上的自动噪声甄别器消除了所有螺丝刀的调整工作
  • 自动基线恢复速率,可在低计数率和高计数率下实现卓越的性能
  • 可降低接地回路噪声的差分输入
  • 通过晶体管复位前置放大器自动补偿复位恢复

ORTEC 672型高性能能谱放大器非常适合与锗、Si(Li)和硅带电粒子辐射探测器结合使用。它还可以与闪烁辐射探测器和正比计数器搭配使用。
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    672型输入端接受来自辐射探测器前置放大器的正极或负极信号,并提供适用于单通道或多通道脉冲高度分析仪的正0至10 V输出信号。它的增益在2.5到1500之间连续变化。

    所有关键调整的自动化使672型易于针对任何辐射探测器进行设置,即使操作员不具备专业知识,也能获得卓越的性能。

    自动极零调整功能显著简化了放大器的调谐操作,可补偿前置放大器脉冲的衰减时间。这最大限度地降低了对操作员的技能要求和工作量,以在中等到高计数率下实现良好能量分辨率和峰值位置稳定性。更改时间常数或更换探测器后,只需按下AUTO PZ按钮,然后等待几秒钟至AUTO PZ BUSY LED关闭,即可实现精确的极零(PZ)调整。此过程不需要示波器。AUTO PZ记忆受到保护,以防发生电源故障。

    在极端情况下,例如前置放大器脉冲形状从正常指数衰减开始变形,那么则不可能实现完全PZ相消。在这种情况下,使用手动PZ调节模式有时可以轻微改善高计数率性能,从而获得一个折衷的解决方案。

    672型上的前面板开关可为UNIPOLAR(单极)输出连接器选择三角形或高斯脉冲形状。三角形脉冲形状的噪声性能相当于具有17%更长的整形时间常数的高斯脉冲形状。在串联噪声分量为主(短整形时间常数)和使用堆积判弃器的应用中,三角形形状通常有与高斯脉冲形状相同的死时间和略低的噪声。前面板开关可为每个探测器和应用选择最佳的整形时间常数。六个时间常数在0.5到10 μs范围内,TRIANGULAR/GAUSSIAN(三角形/高斯)开关组合可提供12种不同的整形时间。还提供双极输出以用于需要零交叉定时的测量。

    为了最大限度地降低中高计数率下的谱失真,单极性输出采用了具有多种自动化电平的高性能、门控、基线恢复器。自动正负噪声甄别器确保基线恢复器仅在脉冲之间的真实基线上运行,而不受噪声电平变化的影响。当增益、整形时间常数或探测器特性发生变化时,它不需要操作员调整基线恢复器。由晶体管复位前置放大器和脉冲光学反馈前置放大器产生的复位脉冲负过载恢复也会被自动处理。在基线从过载中安全恢复之前,监测电路将关闭基线恢复器并为多通道分析仪提供拒绝信号。

    可以为基线恢复器选择多种操作模式。要手动或自动进行PZ调整,请选择PZ位置。此位置也可用于需要最慢基线恢复速率的应用。对于存在低频噪声干扰问题的情况,可以选择高速率。在无法实现完美PZ相消的探测器上,自动基线恢复器速率可在低和高计数率下提供最佳性能。

    高效堆积判弃器集成在672型谱放大器中。它为相关的多通道分析仪提供输出逻辑脉冲,以抑制由于脉冲在高计数率下相互堆积而引起的谱失真(图3)。堆积判弃器中的快速放大器包括一个带自动噪声甄别器的门控基线恢复器。前面板上的多色的堆积判弃器LED用于指示放大器的处理效率。在低计数率下,LED以绿灯闪烁。在中等计数率下,LED将变为黄色,当脉冲堆积损失> 70%时将变为红色。

    如果在探测器前置放大器输出端和放大器输入端之间使用长连接电缆,由环境引起的电缆噪声可能会造成影响。672型提供了两种解决方案。对于低到中等干扰频率,差分输入模式可与前置放大器的成对电缆一起使用,以抑制噪声。在高频时,672型输入端内置的共模抑制变压器可降低噪声拾取。变压器可有效地消除个人计算机中显示光栅发生器的干扰。

    前面板上的所有拨动开关均可被锁定,以防止意外更改所需的设置。

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    性能

    注意:除非另有说明,否则性能规格在单极性输出端上使用2 μs高斯整形、手动PZ模式和AUTO BLR模式进行测量。

    增益范围

    2.51500可连续调节。增益是COARSE(粗调)和FINE GAIN(微调增益)的乘积。

    单极脉冲
    形状

    可用开关为UNIPOLAR(单极)输出端选择近似三角形脉冲形状或近似高斯脉冲形状。

    双极输出
    脉冲形状

    双极性输出脉冲从0.1%到最大幅度的上升时间是所选整形时间的1.65倍。双极性输出脉冲的零交叉时间自高斯单极性输出的最大幅度起延迟了所选整形时间的0.33倍。

    积分非线性
    (单极输出端)

    0+10 V <±0.025%

    噪声

    对于增益> 100,等效输入噪声<5.0 μV rms,在手动PZ模式下,增益> 1000<4.5 μV rms,或者在AUTO Pz模式下,增益>100<6.0 μV

    温度
    系数
    050°C

    单极性输出增益<±0.005/°C,直流电平<±7.5 μV/°C
    双极性输出增益 <±0.007%/°C,直流电平<±30 μV/°C

    游动

    50:1动态范围内,双极零交叉游动<±3 ns

    过载恢复

    单极性和双极性输出使用最大增益在2.5个非过载脉冲宽度内从X1000过载恢复到额定输出的2%以内。

    谱展宽

    在计数率高达100,000个计数/秒时,FWHM展宽通常<8%,而在计数率高达200,000个计数/秒时,展宽<15%。在以下条件下,对60Co放射源的1.33-MeV伽马射线进行测量:效率为10%的ORTEC GAMMA-X PLUS探测器,单极输出端1.33-MeV伽马射线的振幅为8.5V

    谱移位

    在计数率高达100,000个计数/秒时,峰值位移通常<±0.018%,而在计数率高达200,000个计数/秒时<±0.05%。在谱展宽规定的条件下,对1.33-MeV射线进行测量。

    差分输入

    微分非线性从-9 V+9 V <±0.012%。最大输入±10 V(直流加信号)。共模抑制比> 1000

    脉冲堆积判弃器

    阈值 自动设置在快速放大器信号上的噪声电平之上。独立于慢放大器BLR阈值。
    最小可检测信号 受探测器和前置放大器噪声特性的限制。
    脉冲对分辨率 通常为500 ns。在以下条件下使用60Co 1.33-MeV伽马射线测量:效率为10%的锗探测器,单极输出端1.33-MeV伽马射线的振幅为4V50,000个计数/秒。

     

    †如果使用产生大量缓慢上升时间脉冲的探测器或低于指定质量的探测器进行测量,结果可能无法再现。


    控件和指示灯

    微调增益

    带锁定刻度盘的前面板、10圈精密电位器可提供0.51.5的连续可变直接增益系数。

    粗调增益

    前面板、八位开关可选择510201002005001000的增益系数。

    整形时间

    前面板上的六位开关可为脉冲整形滤波器电路选择0.5123610 μs的整形时间。

    UNI整形

    前面板上的双位锁定拨动开关可为UNIPOLAR(单极)输出选择高斯或三角形脉冲整形。

    输入端

    前面板、四位开关可选择+-输入极性,以及差分(DIFF)或标准(NORM)输入模式。在NORM模式下,仅使用NORM输入连接器。在DIFF模式下,前置放大器信号电缆连接到NORM输入端,而另一条其中心导体通过阻抗匹配电阻连接到前置放大器接地端的电缆连接到DIFF REF输入端。阻抗匹配电阻必须与前置放大器的输出阻抗相匹配。

    BAL(差分
    输入增益平衡)

    安装在模块内部PC板上的20圈电位器可匹配NORMDIFF REF输入的增益,以实现DIFF模式下的最大共模噪声抑制。

    PZ Auto/Man
    开关

    锁定拨动开关可选择AUTO(自动)或MAN(手动)极零相消调整模式。两种模式都允许在40 μs到∞的前置放大器指数衰减时间常数下进行PZ相消。

    自动PZ按钮

    PZ开关处于AUTO PZ位置时,暂时按下AUTO PZ按钮可打开BUSY LED并启动PZ相消电路的自动调整。调整完成后,BUSY LED将熄灭。完成后,在再次按下按钮之前将保持该PZ调整。最后一次PZ调整的记忆受到保护,以防意外断电。

    手动PZ调整

    前面板上的20圈电位器可通过螺丝刀调整PZ对消。只要PZ开关处于MAN(手动)位置,螺丝刀调整的值就有效。对于晶体管复位前置放大器或脉冲光学反馈前置放大器,请完全逆时针手动调节PZ

    限制按钮

    插入与前面板UNIPOLAR(单极)输出连接器和测试点串联的二极管限制器中。在更灵敏的示波器量程内观察PZ调整精度,可以防止示波器中的过载失真。

    BLR速率

    前面板、三位锁定、拨动开关可用于选择基线恢复速率。PZ位置提供最低的固定速率,用于调整PZ相消。自动位置在低计数率下与PZ位置的速率匹配,但随着计数率的上升,恢复速率也将增加。高速率位置用于抑制低频干扰。

    PUR接受/拒绝LED

    多色LED用于指示由于脉冲堆积而被拒绝的脉冲百分比。绿色LED表示0-40%,黄色表示40-70%,红色表示> 70%。


    输入端

    Norm

    前面板BNC连接器接受任一极性的前置放大器信号,其上升时间小于所选的整形时间,指数衰减时间常数在40 μs到∞之间。对于输入开关设置,粗调增益为5时输入阻抗为1000Ω,粗调增益设置≥10时输入阻抗为465Ω。对于+输入开关设置,粗调增益为5时输入阻抗为2000Ω,粗调增益≥10时输入阻抗为1460Ω。输入端为直流耦合,被保护到±25 V

    线性

    后面板连接器。与NORM输入相同。

    Diff Ref

    在差分输入模式下操作时,前面板BNC连接器用于前置放大器的接地参考接口。仅在DIFF模式下使用INPUT开关进行操作。对于+ DIFF输入开关设置,粗调增益为5时输入阻抗为1000Ω,粗调增益设置≥10时输入阻抗为465Ω。对于– DIFF输入开关设置,粗调增益为5时输入阻抗为2000Ω,粗调增益≥10时输入阻抗为1460Ω。输入端为直流耦合;被保护到±25 V

    禁止

    后面板BNC输入连接器接受来自晶体管复位前置放大器或脉冲光学反馈前置放大器的复位信号。可以使用正NIM标准逻辑脉冲或TTL电平。逻辑可通过印刷电路板跳线选择为高电平有效或低电平有效。禁止输入将启动保护,以防前置放大器复位引起失真。这包括关闭基线恢复器、监控单极输出的负过载恢复,以及在过载期间生成PUR(拒绝)和BUSY(忙)信号。PURBUSY(忙)逻辑脉冲用于在相关ADC或多通道分析仪中阻止分析和校正复位死时间。


    输出端

    单极,
    UNI

    前面板和后面板BNC连接器提供正、单极脉冲,线性输出范围为0+10 V。前面板输出阻抗<1Ω。使用印刷电路板跳线,可选择<1Ω或93Ω的后面板输出阻抗。输出直流恢复至0±5 mV并具有短路保护功能。

    双极,BI

    前面板和后面板BNC连接器提供双极型脉冲,以正波瓣为主。线性输出范围为0至±10 V。前面板输出阻抗<1Ω。使用印刷电路板跳线,可选择<1Ω或93Ω的后面板输出阻抗。脉冲之间的基线具有0±10 mV的直流电平。短路保护。

    CRM

    计数率计输出端有一个后面板BNC连接器,可为每个超过堆积探测器阈值的线性输入脉冲提供250 ns宽的+5 V逻辑信号。输出阻抗为50Ω。

    后面板BNC连接器在线性信号超过正或负基线恢复器阈值或堆积探测器阈值的持续时间内或在INHIBIT输入信号的持续时间内提供+5 V逻辑脉冲。这适用于相关ADC或多通道分析仪的死时间校正。正NIM标准逻辑脉冲可通过印刷电路板跳线选择为高电平有效或低电平有效。输出阻抗为50Ω。

    PUR

    堆积判弃输出端是一个后面板BNC连接器。检测到脉冲堆积时,将提供+5 V NIM标准逻辑脉冲。脉冲复位前置放大器的输出存在于复位期间,并复位过载恢复。输出脉冲可通过印刷电路板跳线选择为高电平有效或低电平有效。输出阻抗为50Ω。可与相关的ADC或多通道分析仪结合使用,以防止分析失真的脉冲。

    前置放大器

    后面板标准ORTEC连接器(Amphenol 17-10090)为相关的前置放大器供电。与所有标准ORTEC前置放大器上的电源线兼容。


    电气和机械

    所需
    电源

    672型由±24 V和±12 VNIM电源箱(如ORTEC 4001A/4002A型电源箱/电源)供电。所需电源为+24 V90 mA-24 V170 mA+12 V330 mA-12 V

    190 mA

    重量

    净重 2.3千克(5.0磅)。 装运重量 3.6千克(8.0磅)。

    尺寸

    NIM标准双宽模块,6.90 x 22.13厘米(2.70 x 8.714英寸)前面板,符合DOE/ER-0457T的要求。










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    型号

    描述

    672

    谱放大器