5.6. СНИЖЕНИЕ ШУМА ПРИ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ОБРАБОТКЕ ДЕТЕКТОРНЫХ СИГНАЛОВ

Известно, что спектрометрический усилитель (СПУ) является следующим звеном измерительного тракта, где влияние шумовых факторов наиболее существенно. Его структура относится к разряду многокаскадных усилителей. Их входные каскады и компоненты схем наиболее критичны для различных шумовых составляющих. Именно эти части схем в таких усилителях вызывают особую озабоченность разработчиков, так как они требуют к себе дополнительного внимания. Они проявляют особый интерес к применению малошумящей элементной базы. Это как пассивные элементы (резисторы и конденсаторы), так и активные в виде различных транзисторов и операционных усилителей. Активные компоненты обычно проходят тщательный отбор по уровню собственных шумов.

Появление схем ОУ с высокими параметрами и низким уровнем собственных шумов открыло новые пути использования их в составе активных структур различного плана. Для снижения уровня шума измерительного тракта на входе СПУ применили активные делители напряжения. Ослабление уровня входного сигнала осуществляется переключением резисторов в петле обратной связи ОУ, вследствие чего образуется схема активного аттенюатора. Данный вариант дискретного изменения коэффициента передачи в спектрометрическом тракте в значительной мере понизил уровень шума на входе СПУ.

Уменьшению вклада шумовых составляющих в измерительный процесс способствовали ввод и применение в составе СПУ активного дифференцирования и интегрирования на базе ОУ. В этом случае такие цепочки также были введены и коммутировались в петле обратной связи ОУ. Возрос интерес к активным фильтрам, их применению, что тоже привело к положительным результатам. Данные технические решения позволили достаточно успешно решить проблемы шума как в СПУ, так и в измерительном тракте. Совокупность таких решений в значительной мере способствовала повышению энергетического разрешения в спектрометрах ядерных излучений, функционирующих на основе ППД.

Необходимо заметить, что достаточно эффективным средством борьбы с шумами в каналах передачи информации, по мнению целого ряда специалистов, служат методы дискриминации. Это выделение сигналов, параметры которых превышают установленный уровень. Задавая величину параметра выше уровня шумов, исключают их влияние и вклад в результаты измерений. Данный вариант выделения полезной информации относится к нелинейным методам обработки сигналов, которые будут рассмотрены в дальнейшем.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  • 1. Почему возникает и имеет место диспропорция в потерях энергии частицами в материале детектора?
  • 2. Чем обусловлены процессы утраты энергии частицами в детекторах и что для них характерно?
  • 3. Почему точность измерения энергии ядерного излучения полупроводниковым детектором выше, чем другими детекторами?
  • 4. Причины возникновения шумовых составляющих в полупроводниковом детекторе.
  • 5. Наводки и помехи, влияющие на измерения, характер и причины их возникновения.
  • 6. В какой форме и в виде какой структуры можно представить реальный усилитель?
  • 7. Какие параметры характеризуют шумовые свойства реального усилителя?
  • 8. В каком виде обычно представлены и оцениваются шумы в спектрометрии ядерных излучений?
  • 9. На какой параметр измерительного тракта шумы влияют негативно, ухудшая его?
  • 10. Назовите основные меры, которые применяются для снижения шумов в спектрометрическом тракте.
  • 11. Какие схемотехнические решения позволяют существенно уменьшить уровень шумов в СПУ?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >