在核物理测量和其他各种非电量传感器检测中,输出信号几乎都是微弱的。这些信号大致可分为两类:一类是μA、nA数量级的电流信号;另一类是mV,uV数量级的电压信号。这些弱信号都不能直接进行观测,也不能被计算机采集和处理,更不能驱动执行机构实现自动控制。因此,必须通过放大器将弱信号进行预处理,使之满足后续电路所要求的电量,如电压或计数脉冲。随着技术进步和器件品种及质量的提高为弱信号的预处理提供了极为便利的条件。
传感器输出的脉冲电压信号幅度较小且输出阻抗较高,往往要在传感器就近位置加一前置跟随器进行阻抗变换,也便于传输和减小干扰。
早期运算放大器的动态响应速度不及分立元件,因此脉冲放大电路较复杂,元件也多,随着运算放大器性能的提高,出现可适合做脉冲放大器的器件。INA110是比较合适的运算放大器【3】,可单端输入也可双端输入,放大倍数可连续调节,也有固定端×10、×100、×200、×500供选择。 为闪烁探测器设计的脉冲电压放大器,输入脉冲极性为负,电路极为简单,应用效果很好。放大器后接甄别器(LM311)和分频器(54HC393).甄别器的作用是去掉伴随放大器输出携带的小幅度干扰信号和噪声信号。通过电阻分压器R7与R8选取合适的甄别阈电压,只要放大器输出脉冲幅度超过甄别阈电压,甄别器就会产生等幅的输出电压。由于闪烁探测器的输出脉冲幅度有很大的离散性,因此甄别阈电压的大小要合适,即要削去干扰噪声信号又要避免过多地损失小幅度的有用信号。再根据后续数据处理电路的计数器长度将甄别器的输出进行适当倍率分频输出。正压电源通过电压变换器LP2950产生+5V为甄别器和分频器供电,使分频输出信号幅度与数据处理部分相兼容。