1、第二章 前置放大器,1.概述 2.電荷靈敏前置放大器 3 電壓靈敏前置放大器 4 電流靈敏前置放大器,一.前置放大器的作用 前置放大器（預放大器、前放）放在探測器附近，輸出經(jīng)高頻電纜與主放大器相連。1.提高系統(tǒng)的信噪比圖2.1.1 （前放緊靠探測器，傳輸線短，分布電容Cs減小,提高了信噪比）2.減少外界干擾的相對影響圖2.1.2 (信號經(jīng)前放初步放大.)3.合理布局,便于調(diào)節(jié)與使用 (前放為非調(diào)節(jié)式,主放放大調(diào)節(jié)倍數(shù)、成形常數(shù))4.實現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換和匹配 (前放設(shè)計為高輸入阻抗,低輸出阻抗),1. 概述,二、前置放大器的分類,按探測器輸出信號成形方式的特點分類: 電壓靈敏前置放大器、電荷靈敏前置放

2、大器、電流靈敏前置放大器,1.電壓前放,2.電荷前放,2.電流前放,2. 電荷靈敏前放,1.變換增益 輸出增益穩(wěn)定、噪聲低、性能良好,一、電荷前放的主要特性,2.輸出穩(wěn)定性,令 F= Cf /(Ci +Cf)Cf/Ci 若 A01，A0 F1。,A0 F足夠大時，穩(wěn)定。,3輸出噪聲（能量噪聲半寬度） 例：能量噪聲半寬度 FWHM (Ge)=1KeV+0.03KeV/PF （無電容時等效噪聲能量半寬度, 噪聲斜率） 4上升時間（tr）:輸入階躍信號時，輸出信號脈沖前沿上升時間（10%-90% VOM時間）, 。前放輸入沖擊電流Q(t) ，輸出電壓的上升時間。101ns級 tr 的不穩(wěn)定 輸出電壓

3、幅度改變 能量分辨降低 5計數(shù)率效應： 堆積，輸出動態(tài)范圍，最高計數(shù)率問題。 圖2.2.2 圖2.2.3,三電荷靈敏前放噪聲分析和抑制措施,1前放串聯(lián)噪聲和并聯(lián)噪聲 噪聲源：探測器漏電流ID噪聲、電阻RD熱噪聲、場效應管柵極電流Ig噪聲、場效應管溝道熱噪聲、場效應管閃爍噪聲、反饋電阻熱噪聲。,（1）并聯(lián)電流噪聲源 （2）串聯(lián)電壓噪聲源,2. a噪聲和b噪聲和c噪聲（頻率的依賴關(guān)系）,a噪聲與2成正比的并聯(lián)電流噪聲；,b噪聲與無關(guān)的輸入并聯(lián)電流噪聲,c噪聲與成正比的輸入并聯(lián)電流噪聲,輸入端總的并聯(lián)電流噪聲,等效輸出端總電壓噪聲,3.降低前放噪聲的措施,(1)輸入級采用低噪器件 場效應管優(yōu)于晶體管，大量低噪聲的管子里選跨導大而噪聲更小的器件。 (2) 低溫運用 溫度低時可減小a噪聲和b噪聲,而且使跨導增大。 (3)減小冷電容C (4)選用低噪聲反饋電阻Rf和探測器負載電阻RD 真空兆歐合成膜電阻或金屬膜電阻，,五、電荷靈敏前放噪聲的實驗測量,1.根據(jù)噪聲對信號幅度譜的展寬測量噪聲,2.用示波器寬頻帶電壓表測量噪聲,3. 電壓靈敏前放,4. 電流靈敏前放,電荷前放 電壓前放,電流前放：電流響應快，稱為快前放。 電流信號直接放大，輸出電壓或電流幅度與輸入電流成正比。,特點： （1）可獲得精確的時間信息，用作定時測量；亦可由電流波形作粒子鑒別 （2）可遠距離傳輸信息，低輸入阻抗與高頻電