微弱电流的测量与I/F变换电路的设计

介绍了反馈式电流放大器型I／V转换和V／F变换电路的设计,详细讨论了减少噪声干扰的措施。可以测量10^-11～10^-6A的弱电流。     

半导体探测器输出电流检测系统前置放大器设计

为满足半导体探测器输出电流检测系统的需求,设计了与之相适应的前置放大器。该前置放大器基于超低偏置电流运放ADA4530,采用单个反馈电阻和T型反馈网络的I/V变换前置放大电路组成。测试结果表明:该前置放大器的放大倍数可达10 mV/pA,直流偏移为8μV;对于pA级分辨率,其输出噪声电压频谱密度仅为17.75 nV/(Hz)~(1/2),输出总噪声为409μV;可用于μA~pA范围内的核辐射探测器电流信号测量。     

新型电荷-频率转换电路设计

设计了一种用于兰州重离子治癌系统中剂量监测的新型电荷-频率转换电路。该电路将输入的电流信号直接转换为脉冲输出,通过计数器对脉冲个数进行计数实现对输入电荷的测量,从而实现对照射剂量的实时监测。实验表明:该电路可实现0.01 n A~1μA范围内双极性电流的测量,在整个测量范围内线性度好于2.71%。     

pA微电流仪表的标定方法研究

为了对p A微电流测量仪表进行标定,根据微电流的测量原理,研制了一种采用高值电阻器的p A微电流源。分析了电阻器热噪声的影响,指出采用高值电阻器的必要性。分析了测量仪表的输入端口特性,指出端口电势是制约微电流源准确度的关键因素,从而确定了源电压和输出电阻器的设计参数。测试验证表明:所设计的±1~±200 p A微电流源准确度优于±3%,可满足p A微电流测量仪表的标定需要。     

基于3D Si PIN阵列热中子探测器的变增益宽动态前端读出电子学设计

基于Si CMOS技术的前端读出ASIC主要是根据3D Si PIN阵列热中子探测器的输出信号特性设计的。所设计的读出ASIC的主要电路模块包括电荷灵敏放大器（CSA）、模拟开关设计、具有三级电荷灵敏自动转换的自动增益控制模块（AGC）、相关双采样（CDS）和基准电流源电路。仿真结果表明,前端电路的输入动态范围为10 fC~80 pC。根据热中子探测器输出信号特性设计的ASIC的3个增益系数分别为19 V/pC、039 V/pC和94 mV/pC。所设计的ASIC的积分非线性小于 1%。单通道静态功耗约为 536 mW。零输入探测器电容时的等效噪声电荷为2416e-。计数率可达1 MHz 。     

基于I/Q解调原理的校准方法及实验

同相/正交(In-phase/Quadrature,I/Q)解调技术广泛应用于射频信号相位控制系统。I/Q器件存在固有误差,如直流偏置、幅度不平衡、相位不平衡和电路长度不等。这些误差会导致输出的I/Q轨迹呈椭圆,相位为非线性,影响相位鉴别的精度。为减小误差带来的影响,提出一种基于I/Q解调技术的软件校准方法,并将此方法在自制基于贴片式芯片集成的I/Q解调印刷电路板上验证。测试表明,输出的I/Q信号经校准后相位误差≤±0.15°,幅度稳定度≤±1%,通道延时≤10 ns。此板卡设计和校准方法已在新升级的上海光源储存环高频束流丢失分析系统中的射频信号前端预处理中使用,各项指标均满足束流丢失分析系统中射频信号监测的要求。     

长时间电流积分数字仪的设计

本文介绍的长时间电流积分数字仪,是用电流-频率(I-F)转换电路将微弱电流转换成脉冲信号,结合后级脉冲计数器及处理控制电路,实现对10pA-10μA量级输入电流的长时间测量。该仪器可用于电离室、法拉第筒等输出电流或电荷的测量,测量时间范围1s-192h。该电路的设计实现,为长时间测量电流或电荷,并进行束流监测提供了一种可行、通用、高性价比的好方法。     

半导体阵列微剂量探测器前端读出电路设计

根据三维Si SOI PIN像素微剂量探测器特性参数,设计了一种基于GF chrt018IC CMOS工艺的前端读出电路。该读出电路主要包括PMOS输入的电荷灵敏前前置放大器,有源整形滤波电路,电压比较器及基准电流源等,可实现对微剂量信号的放大、滤波降噪、甄别输出等功能。仿真测试表明:能量探测范围为5~500 fC,单通道功耗约为2 mW,总噪声性能为0.05 f C+1.6×10~(-3)fC/pF。     

反应堆核仪表微电流放大技术研究

为提高核仪表系统计算中子注量率、中子变化率的准确性,通过分析传统V/F转换电路与I/F转换电路的工作原理及特性,介绍了一种基于I/F理论的核仪表系统设计方案,并进行实验.实验结果表明:将I/F转换技术应用于核仪表系统具备一定可行性,且测量误差在允许范围内,与传统V/F转换方式相比,I/F转换具有更好的线性.     

基于FPGA技术的数字鉴相器的设计与仿真

1数字鉴相器简介 数字三态鉴相器具有三个稳定状态，状态之间的转换由输入信号F1和F2的上升沿触发。状态2称为“滞后状态”，输出为吸入（Sink）电流；状态1称为“超前状态”，输出为提供（Source）电流；状态0称为“同相状态”，无输出操作。数字鉴相器的输出通过I/V转换线路后可变换得到与混频器类似的鉴相曲线。