Глава 2 блок предварительной обработки
БПО необходим для обработки сигнала, поступающего с ИК. К входу блока предварительной обработки (БПО) сигналов детекторного узла диверторного монитора нейтронного потока (ДМНП) подключается ионизационная камера деления (ИКД) с параметрами:
- номинальное напряжение питания ИКД – 300 В;
‑ средний заряд в импульсе – не менее 10-13 Кл;
- максимальный ток камер не более 2 мА.
Схема подключения ИКД к БПО – дифференциальная. БПО должен содержать три измерительных тракта: импульсный, флуктуационный и токовый. Блок-схема БПО представлена на рисунке 3.
Uвх
Рисунок 3 - Блок схема макета для отработки основных узлов БПО
Питание ионизационной камеры деления (ИКД) осуществляется от управляемого источника высоковольтного напряжения (ИВН). Выходной сигнал ИК подается на вход преобразователя тока в напряжение (ПТН). Токовая составляющая сигнала ИКД преобразуется в напряжение (Uт). Сигнал с выхода ПТН подается на дифференциальный усилитель (ДУ) с коэффициентом усиления К=10. Сигнал с дифференциального усилителя используются для расчета плотности нейтронного потока при работе во флуктуационном режиме, выходной сигнал ДУ приходит на вход операционного усилителя (ОУ) с коэффициентом усиления К=4. С выхода ОУ сигнал передается на инвертор. Выход инвертора идет на БАО и является частотным. Выход 1 – выход флуктационного тракта. Выход 2 –импульсный выход, так же можно использовать как выход флуктационного ракта с большим коэффициентом усиления. Выход 3 –частотный выход на БАО. Выход 4 – токовый выход.
Согласно приведенной блок-схеме было выполнено моделирование электрической схемы в пакете Multisim. Результаты это моделирования приведены на рисунке 4,5
Рисунок 4 – Моделирование схемы в пакете Multisim
А А Б
Рисунок 5 – Результаты моделирования, осциллограмма.
На рисунке 5 показана осциллограмма, полученная в результате моделирования в пакете Multisim. Канал А соответствует флуктационного тракта, канал Б – не инвертированный импульсный выход. По оси х деление соответствует 50 нс, по оси у для канала А деление – 100mv, канал Б – 1V.
Моделирование схемы показало, что данная схема работает и можно разрабатывать принципиальную схему.
Разработана принципиальная схема блока предварительной обработки сигналов. Схема представлена на рисунках6-9. Перечень элементов к этой схеме приведен в приложении А.
Рисунок 6. Принципиальная схема блока предварительной обработки
На рисунке 6 изображена часть схемы БПО. Высоковольтный преобразователь напряжения реализован на mhv 12-0.5k6000p. Настраивается подстроечным резистором SP5-2VB. Фильтры по питанию использовались BNX016. Преобразователь напряжения из 12V в 7,2V реализован на AM2D-1207D. Регулятор напряжения – LM2941T для +5 В и LM2991Tдля -5В.
Рисунок 7. Принципиальная схема блока предварительной обработки
На рисунке 7 изображена часть схемы БПО с линейным преобразователем тока в напряжение, реализованном на двух микросхемах ADA4899-1. Эта часть схемы преобразует импульс тока в импульс напряжения.
Рисунок 8. Принципиальная схема блока предварительной обработки
На рисунке 8 представлена часть схемы БПО. Дифференциальный усилитель с К=10 реализованный на AD8129. Операционный усилитель с К=4 – oра657.
Рисунок 9 - Принципиальная схема блока предварительной обработки
На рисунке 9 изображена часть схемы БПО с инвертором с К=10 – ad8065ar.