Ein lineares ratemeter mit rauschunterdrückung

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A N D M E T H O D S 88 ( I 9 7 0 ) 3 2 5 - 3 2 6 ; © N O R T H - H O L L A N D

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EIN LINEARES RATEMETER MIT RAUSCHUNTERDR~CKUNG CHR. B E R G

lnstitut fiir Angewandte Physik der TU Hannover, W.-Germany Eingegangen am 24. August 1970 A simple ratemeter is described with the special features, that the pulse-height is considered and that the detector noise can be suppressed.

In der kernphysikalischen MeBtechnik mul3 haufig die absorbierte Energie pro Zeiteinheit oder die mittlere Energie pro Absorptionsvorgang gemessen werden. Man kann diese Grtil3e aus einem aufgenommenen Spektrum errechnen, einfacher und schneller ist jedoch die Verwendung eines Ratemeters mit Beriicksichtigung der Impulsh~She (lineares Ratemeter). Falls der Detektor rauscht und aufSerdem nur geringe Impulsraten vorliegen, mul3 man das Rauschen unterdriicken k/Snnen, ohne dab die Linearit~it ffir die grGBeren MeBimpulse verloren geht. Bei geringeren

cLl , .7.FT Eingang

(~

j 4a ÷20V )J 1,1M~ Tz

12 kf~ Tta= 2N930

~,,

J

1

2k~

T,~

I~'0 £~

22~ CI

T 3.3~ -4ov

Fig. 1. Schaltung des linearen Ratemeters mit Rauschunterdriickung.

QL(dUrch J= )

Ot(durch C1 )

®

/ UI Fig. 2. Entstehungder KennlinieFig. 3.

U,

J

[.A] 2

2

3

4

5

6

[vl

Fig. 3. Kennlinie der Schaltung Fig. 1, gemessen mit Testimpulsen fester Frequenz und variabler Amplitude.

Ansprfichen an die Sch/irfe der unteren Schwelle eignet sich dazu die einfache Schaltung nach Fig. 1. Im Ruhestand, festgelegt durch UBT=0 und UBT, > 0 infolge Einstellung von Px, fiiel3t Ja fiber T1, w/ihrend T2 geschlossen ist. Gelangt nun auf den Eingang ein positiver Impuls (Spannung tiE), der gr6Ber ist als die an Pa eingestellte Schwellenspannung U1, so iibernimmt T 2 den Strom J1, auBerdem flieBt der zu UE-- Ut proportionale Ladestrom ffir C1 fiber Tz. Hat der Eingangsimpuls sein Maximum fiberschritten, so schlieBt T2 und Ca wird durch Ja entladen, bisTx 6ffnet und der Ruhezustand wieder erreicht ist (nach ca. 10/as). Die durch Ja auf CL gelangende Ladungsmenge Q ist gem~iB Fig. 2a von der Impulsh/She UE am Eingang abh~ingig; dutch Ca kommt ein Anteil dazu, der proportional zu fiE-Ua ist (Fig. 2b). Beide Anteile zusammen ergeben die Kennlinie in Fig. 3. Durch richtige Wahl von Ja und Ca kann erreicht werden, 325

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CHR. BERG

dab die Verl~ngerung des geradlinigen Teils der Kennlinie durch den Koordinatennullpunkt geht. Das heigt, dag QL fiir jeden Impuls oberhalb der Schwelle proportional zur Impulsh6he UE ist. Voraussetzung ist, dab die Anstiegszeit aller Impulse gleich grog ist. Die Temperaturkoeffizienten der Emitter-Basis-Spannung von T1 und Tz heben sich auf, so dab die Schwelle sehr stabil ist. Im linearen Teil der Kennlinie ist QL nur von J1 und C1 abh~ingig; bei stabilisierter Versor-

gungsspannung ist auch hier gute Stabilit~it gegeben. Die Schaltung ist unempfindlich gegeniiber Impulsen umgekehrter Polarit~it und Durchschwingem der Megimpulse (wichtig bei wechselspannungsgekoppelten Vorverst/irkern). Die Zeitkonstante der Anzeige kann dureh entsprechende Wahl von CL den Erfordernissen der Messung angepai3t werden.