新型可變增益線性脈沖放大器

電子論文編號:JD1110  論文字數:9045,頁數:14

目  錄
摘要 1
第一章 運算放大器的介紹 2
第二章 開發工具簡介 2
第三章 放大器的設計原則 5
3.1放大器的設計應該與探測器類型對應 5
3.2放大器的線性 5
3.3放大器穩定性 5
3.4脈沖堆積的消除 6
3.5頻率響應的改善 6
3. 6傳輸信號的同軸電纜 6
第四章 基于protel放大器的設計 6
4.1原放大器的結構與性能分析 6
4.1.1原主放原理圖 7
4.1.2原放大器采用的集成運放電參數 7
4.1.3 試驗數據 8
4.1.4原放大器性能分析 8
4.2基于protel放大器電路結構及原理 9
4.2.1基于protel放大器的原理框圖 9
4.2.2微分濾波電路 10
4.2.3有源積分濾波電路 11
4.2.4集成運放的選擇 12
小結 12
參考文獻 12

摘要
 本文設計了一種新型可變增益線性脈沖放大器。介紹了放大器的基本原理，電路結
構，提高放大器穩定性、精度的措施和方法，最后通過電路仿真和實驗整機測試進行驗證。該放大器的作用是對探測器輸出微弱脈沖進行放大、整形。一般探測器輸出脈沖信號幅度為幾十毫伏，而多道脈沖幅度分析器輸入脈沖幅度要求為1-10V，所以脈沖線性放大器必須具有一定的電壓放大增益，為數倍到上百倍。能譜儀上用的線性放大器，除了有足夠的放大倍數外，還須有良好的線性和寬廣的動態范圍。
   放大器要求頻帶寬，以適應輻射脈沖的隨機性和其極快的前沿。另外由于探測器輸出脈沖信號底部較寬，脫尾嚴重，不能滿足多道脈沖幅度分析器的要求。這時必需將信號脈沖整形。該放大器采用微分成形電路和有源積分成形電路結構，使不規則脈沖變換成標準的準高斯脈沖。為了克服一般放大器計數率低，溫漂大，機械調節粗糙不夠穩定等缺點，使用了非易失性數字電位器X9511和精密運放OP37，使電路結構大大簡化。提高了放大器抗干擾能力，使增益多級連續平穩變化，且具有溫漂低、脈沖線性好等特點。電源質量的好壞是決定系統性能的一個重要因素，放大器共4路電源，輸入220V通過π型濾波，變壓器變壓，全波整流，最后通過三端穩壓器穩壓，電容濾波后輸出。這樣設計簡潔，可靠，符合功率要求。
    此外，還采用了仿真技術。使得用戶在原理圖的設計階段就能夠正確分析電路的工作狀態以及電路圖的合理性，大大提高了電子線路的設計效率。經過仿真得到可行的電路結構原理圖后，再進行電路的實際設計。該放大器研制成功后，配合導師研制的多道卡和線性門電路，對標準源、樣品煤試驗。該放大器可以實現對煤質的精確分析，現已連續使用二年多，證明該放大器具有良好性能,達到了預期設計要求。
    由于信號處理的好壞與探測器晶體、探測器中光電倍增管直流高壓電源、前置放大、信號主放器都有關系，所以研究時把他們作為一個整體，但主要側重于信號主放器的設計。

關鍵詞：放大器；數字電位器；多道譜儀