ГОСТ 18229-81
Завантажити документ
Формат .docx · доступно зареєстрованим користувачам
Москв
а
Типы, основные параметры и методы измерений
Spektrometric charge — sensitive preamplifiers for
semiconductor radiation detectors. Types, basic pa-
rameters and methods of measurements
ОКП 43 6111
Дата введения 01.01.83
Настоящий стандарт распространяется на спектрометрические зарядочувствительные предусилители для полупроводниковых детекторов ионизирующих излучений с электронно-дырочным переходом (далее — предусилители ППД), предназначенные для усиления импульсов ППД при спектрометрии радиоактивных источников, и устанавливает типы, основные параметры предусилителей и методы их измерений.
Стандарт не распространяется на предусилители ППД с охлаждаемым вместе с ним головным каскадом: входящие в состав спектрометрических устройств; используемые в установках контроля параметров полупроводниковых детекторов, а также на предусилители, используемые в рентгеновской аппаратуре.
Обязательными параметрами для оценки качества предусилителей являются энергетический эквивалент шумов и наклон шумовой характеристики. Остальные основные параметры являются рекомендуемыми.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
© Издательство стандартов, 1981
© ИПК Издательство стандартов, 1997 Переиздание с Изменениями
1.1. Типы предусилителей должны соответствовать указанным в табл. 1.
Таблица 1
Тип предусилителя
Назначение
ПУ-Г
Для спектрометрии фотонного излучения в диапазоне энергий от 50 до 6500 кэВ
ПУ-А
Для спектрометрии альфа-излучения в диапазоне энергий от 3,5 до 10 МэВ
(Измененная редакция, Изм. № 2).
2.1. Основные параметры предусилителей ППД должны соответствовать нормам, указанным в табл. 2.
Таблица 2
Наименование основного параметра
Норма для типа
ПУ-Г
ПУ-А
Коэффициент преобразования, мВ/МэВ
50±10;
10±2;
100±20;
20±4;
200±40;
50±10;
Энергетический эквивалент шумов
500±100
100±20
0,1; 0,2;
0,3; 0,5;
2,0; 3,0;
5,0; 8,0;
(при Свх = 0), кэВ, не более
0,8; 1,0;
10,0
Наклон шумовой характеристики,
1,25
эВ/пФ, не более, при:
10; 20; 30; 50
Сппд до 40 пФ
Сппд до 2000 пФ
Время нарастания выходного импульса
—
5; 8; 10; 20; 30
(при Свх = 0), нс, не более
20; 30; 50
10; 20; 30
Продолжение табл. 2
Наименование основного параметра
Норма для типа
ПУ-Г
ПУ-А
Наклон времени нарастания выходного импульса, нс/пФ, не более, при:
Сппд До 40 пФ
0,5
—
Сппд до 2000 пФ
Динамическая входная емкость, пФ, не менее, при:
—
0,25
Сппд до 40 пФ
10000
—
Сппд до 2000 пФ
—
20000
Интегральная нелинейность, %, не более
±0,05; ±0,025
Максимальная линейная амплитуда вы-
От —3 до +3;
ходного импульса, В
от —8 до +8
Выходное сопротивление, Ом
50;
100
Дополнительная погрешность коэффициента преобразования при изменении температуры, %/ К, (%/°С), не более
±0,005; ±0,01; ±0,02
Нестабильность коэффициента преобразования за 8 ч непрерывной работы, %, не более
Максимальное рабочее электрическое постоянное напряжение на входе для пита-
±0,01; ±0
,02; ±0,05
ния ППД, В
2000; 4000
500; 1000
Напряжение питания, В
±12; ±24
Постоянная времени спада выходного импульса, мкс
50±15;
100±30
Максимальная загрузка по входу, имп/с,
5-Ю4;
2-Ю5;
106
5-Ю3; 5-Ю4
не менее
Примечание. Параметры напряжения питания — по ГОСТ 18953, при этом:
• допускаемые отклонения напряжения питания — не более 0,5 % от номинального значения;
• пульсация напряжения питания — не более 2 мВ;
• номинальное значение тока нагрузки — не менее 100 мА.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.1. . Измерение коэффициента преобразования
3.1.1. Аппаратура
3.1.1.1. Генератор импульсов стабильной амплитуды (ГИСА) должен иметь следующие параметры:
• форма импульсов — экспоненциальная или прямоугольная с длительностью импульсов не менее 500 мкс, скважностью от 1,5 до 4;
• полярность выходных импульсов — положительная и отрицательная;
• амплитуда выходных импульсов — от 0 до 10 В;
• интегральная нелинейность во всем диапазоне амплитуд выходных импульсов — не более ±0,025 %;
• частота следования импульсов (фиксированная) — от 50 до 1000 Гц;
• время нарастания выходного импульса (длительность фронта) — не более 10 нс;
• постоянная времени спада выходного импульса — 200 мкс (длительность спада не менее 500 мкс);
• дополнительная нестабильность амплитуды выходного импульса в температурном диапазоне от 283 до 308 К (от 10 до 35 °С) — не более ±0,002 %/ К(%/°С);
• нестабильность амплитуды выходного импульса при 8-часовой непрерывной работе — не более ±0,02 %.
3.1.1.2. Зарядозадающий формирователь импульсов генератора (ФИ) с дозирующим конденсатором в нем Сдоз, значение емкости которого должно быть известно, с погрешностью не более ±1 %.
Примечание. Дозирующий конденсатор (Сдоз) может быть смонтирован в предусилителе ППД. Значение его емкости должно быть измерено с погрешностью не более ±1 %.
3.1.1.3. Электронный осциллограф (ЭО) должен иметь следующие параметры:
• верхняя граничная частота — не менее 60 МГц;
• чувствительность — не менее 5 мВ/см:
• погрешность измерения амплитуды импульса — не более ±3 %;
• погрешность измерения времени — не более ±5 %.
3.1.1.1— 3.1.1.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).
3.1.2. Подготовка к измерению
3.1.2.1. Все приборы и аппаратуру помещают в нормальные климатические условия по ГОСТ 22261.
3.1.2.2. Приборы и аппаратуру прогревают в течение времени, указанного в стандартах и (или) технических условиях на конкретный тип предусилителя ППД.
3.1.2.3. Схема соединения устройств приведена на черт. 1.
Черт. 1
3.1.3. Проведение измерения
На вход предусилителя ППД подают с генератора импульсов стабильной амплитуды через дозирующий конденсатор Сдоз зарядозадающего формирователя импульсов импульс требуемой полярности, имеющий амплитуду U в вольтах, вычисленную по формуле
(1) $ Одоз
где Е— значение энергии, равное 106 эВ;
q — заряд электрона, равный 1,610—19 Кл;
е — значение энергии образования электронно-дырочной пары полупроводникового материала;
Сдоз ~ значение электрической емкости дозирующего конденсатора, Ф.
При помощи электронного осциллографа измеряют амплитуду импульса в милливольтах на выходе предусилителя ППД.
3.1.4. Обработка результатов
Значение коэффициента преобразования А в милливольтах на кулон (милливольтах на мегаэлектрон-вольт) получают при делении значения амплитуды выходного импульса предусилителя ППД на 1 МэВ.
Получаемая при этом погрешность измерения коэффициента преобразования не должна превышать ±20 %.
3.1.5. 3.1.4. (Измененная редакция, Изм. № 1).
3.2. . Измерение энергетического эквивалента шумов
3.2.1. Аппаратура
3.2.1.1. Генератор ГИСА — по п. 3.1.1.1.
3.2.1.2. Дозирующий конденсатор Сдоз — по п. 3.1.1.2.
3.2.1.3. Импульсный линейный спектрометрический усилитель (ИЛСУ) должен иметь следующие параметры:
• полярность входных импульсов — положительная и отрицательная;
• максимальная линейная амплитуда выходных импульсов — не менее +10 В при любой полярности входных импульсов;
• интегральная нелинейность во всем диапазоне амплитуд выходных импульсов — не более ±0,05 %;
• дополнительная нестабильность амплитуды выходного импульса в температурном диапазоне от 283 до 308 К (от 10 до 35 °С) — не более ±0,025 %/К (%/°С);
• нестабильность амплитуды выходного импульса при 8-часовой непрерывной работе — не более ±0,1 %.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.2.1.4. Амплитудный анализатор статически распределенных импульсов (АА) должен иметь интегральную нелинейность не более ±0,05 %, число каналов — не менее 8000.
3.2.1.5. При необходимости допускается использование экспандера (Э). При этом экспандер должен иметь следующие параметры:
• полярность входных и выходных импульсов — положительная;
• коэффициент усиления, регулируемый ступенями, — от 1 до 16 с кратностью два;
• максимальная линейная амплитуда выходных импульсов — не менее 8 В;
• уровень экспандирования во всем диапазоне амплитуд входных импульсов должен устанавливаться плавно — от 0 до 10 В;
• интегральная нелинейность во всем диапазоне амплитуд выходных импульсов — не более ±0,1 %;
• дополнительная нестабильность амплитуды выходного импульса в температурном диапазоне от 283 до 308 К (от 10 до 35 °С) — не более ±0,05 %/К (%/°С);
• нестабильность амплитуды выходного импульса при 8-часовой непрерывной работе — не более ±0,05 %.
3.2.1.6. 3.2.1.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).
3.2.2. Подготовка к измерению — по пп. 3.1.2.1 и 3.1.2.2.
3.2.2.1. Схема соединения устройств приведена на черт. 2.
ФИ
►
пу
—
—
э
—
АА
Черт. 2
3.2.3. Проведение измерения
С генератора импульсов стабильной амплитуды через дозирующий конденсатор зарядозадающего формирователя импульсов на вход предусилителя ппд подают импульс с амплитудой, вычисленной по формуле (1) при Е= 100 кэВ.
Устанавливают органы управления линейного усилителя и экспандера так, чтобы была реализована оптимальная полоса пропускания. Амплитуда выходного импульса линейного усилителя не должна превышать максимальную амплитуду входного импульса экспандера, а выходной импульс экспандера — максимальное значение входной амплитуды многоканального анализатора. Регистрация амплитудного распределения импульсов при этом должна осуществляться во второй половине каналов анализатора.
Набор информации на анализаторе следует остановить при достижении числа импульсов в максимуме амплитудного распределения импульсов генератора стабильной амплитуды не менее 2000.
Не изменяя положения органов управления линейного усилителя и экспандера, вновь набирают на анализаторе спектр импульсов от генератора стабильной амплитуды, уменьшив амплитуду его выходных импульсов на 20 %.
Набор информации на анализаторе следует остановить также при достижении числа импульсов в максимуме амплитудного распре