книги из ГПНТБ / Мазин П.Н. Основы ядерной электроники учеб. пособие

Приведенный случай анализа не ограничивает многооб­ разия вариантов, встречающихся на практике. Чаще всего имеет место согласование сопротивления нагрузки с внут­ ренним сопротивлением детектора, внутреннего сопротивле­ ния детектора с волновым сопротивлением линии связи, со­ противления входной цепи с волновым сопротивлением ли­ нии связи. Большое значение придается случаю, когда де­ тектор находится на большом расстоянии от измерительной схемы и необходимо применять кабельную линию связи. Так как волновое сопротивление кабеля значительно меньше сопротивления нагрузки, применяют катодный или эмиттерный повторитель для согласования малого волнового сопро­ тивления кабеля с большим сопротивлением нагрузки (рис. 6.6). Анализ такой электронной схемы сводится к

330

Этот случай характерен для ионизационной камеры, ра­ ботающей в токовом режиме. Схема включения такой камеры имеет вид, показанный на рис. 6.7, а эквивалентная схе­ ма представлена на рис. 6.8. Как видно из последнего ри­

сунка, нагрузкой ионизационной камеры служит параллель­ ная цепочка RC » в которой

332

Величина этих сопротивлений достаточно высока (Ю11 - 10£*). Величина емкостей составляет несколько десятков пикофарад. Это приводит к тому, что постоянная времени цепочки имеет большую величину. Поэтому даже при небольших величинах интенсивности произведение

nfc , пропорциональное п Т0 > велико, что приводит к большому наложению импульсов, а следовательно, к при­ менению УПТ. Второй случай, когда п Г « / , характерен для счетчиков Гейгера-Мюллера.

В общем случае усилитель сигналов детекторов ЯИ обязательно включает в себя активные элементы, назначе­ нием которых является усиление сигнала. Как правило, активные элементы обладают нелинейной зависимостью меж­ ду током и напряжением. В связи с этим усилители следу­ ет рассматривать как активные нелинейные четырехполюс­ ники. Только в частном случае, при малой величине вход­ ного сигнала, когда используется линейная область харак­ теристики активного элемента, можно считать четырехпо­ люсник линейным.

Рассмотрим переход к линейному четырехполюснику подробнее. Для этого возьмем упрощенную принципиальную

333

схему электронного усилителя (рис. 6.9). Анодный ток в

ляется постоянными потенциалами на электродах лампы.При появлении входного сигнала управляющее напряжение полу­ чает приращение:

е у п р + А е с * °®еа (6 .2 .2)

Соответственно и анодный ток получает приращение:

33*

так как влияние анода на сетку в них мало. Окончатель­ но

где s - крутизна анодно-сеточной характеристики, т.е.

335

точно полно определяет усилитель и позволяет согласовы­

ем , а последующая - в виде сопротивления нагрузки ■н

Особенностями такого представления являются факт по­ явления зависимого источника sec и невозможность при­ менения принципа взаимности, что объясняется вентильны­ ми свойствами активных элементов.

336

Эквивалентная схема (рис. 6.12) не учитывает всех факторов, например наличия прямой емкостной связи меж­ ду входом и выходом усилителя, наличия вспомогательных элементов схемы. В каждом конкретном случае нужно анали­ зировать схему в сочетании с сигналом, а затем строить эквивалентную схему. Для анализа прохождения сигнала удобно схему, аналогичную схеме, изображенной на рис. 6.12, разбивать на два четырехполюсника. На входах

этих пассивных четырехполюсников действуют напряжения

иj* e c .

Вслучае применения в качестве активных элементов транзисторов обстановка резко усложняется, так как они имеют следующие особенности:

- малое входное сопротивление, что заставляет учи­ тывать его при расчете предыдущего каскада}

- наличие обратной связи, т.е. влияния выходной цепи на входную.

Рассмотрим процесс составления эквивалентной схемы для транзисторного усилителя на примере наиболее распро­ страненной схемы усилителя с общим эмиттером (рис.6.13). Усилитель представляет собой каскад на одном транзисто­ ре, предназначенный для усиления импульсов. Нагрузкой усилителя является резистор R . Коллекторный резистор является статической нагрузкой. Конденсаторы <?,

иС2 служат элементами связи собственно усилителя

с другими каскадами. Делитель на резисторах Ri и R£ используется для создания нужного режима работы усили­ теля. R3 С9 - цепочка в эмиттерной цепи предназначе­ на для той же цели. Для составления эквивалентной схе­ мы усилителя необходимо заменить реальные элементы их эквивалентными схемами. Если усилитель предназначен для усиления сигналов детекторов ЯИ, то получить общую эквивалентную схему можно простой заменой транзистора

его эквивалентной схемой. Тогда схема примет вид, приве­ денный на рис. 6.14. Между точками Б (база), К (кол­ лектор), Э (эмиттер) в схему включена общепринятая эквивалентная схема транзистора.

В целом получившаяся схема представляет собой доволь­ но сложное сочетание генераторов тока и э.д .с., сопро­ тивлений и емкостей. Наличие генераторов приводит к мыс­ ли произвести анализ схемы общими методами. Однако един­ ство методики анализа прохождения сигнала по каналу при­ бора требует иного подхода, а именно представления схемы в виде четырехполюсников. Сделать это можно несколькими способами с различной степенью сложности. Наиболее рас­ пространен способ упрощения схемы путем анализа ее для разных областей частот: средних, низких и высоких. Из анализа следует, что в области средних частот влиянием всех емкостей можно пренебречь, и тогда схема резко уп­ ростится, так как будет представлять собой параллёль- но-последовательное соединение сопротивлений и генера­ торов (рис. 6.15).

При составлении этой схемы принято, что сопротив-

ласти велико относительно величин шунтирующих сопро-

339