一种用于辐射测量的电荷放大器设计
2023-03-13钱承,李诺
中国测试 2023年2期
钱 承, 李 诺
(1. 中国合格评定国家认可中心,北京 100062; 2. 辽宁省计量科学研究院,辽宁 沈阳 110004)
0 引 言
微小电流测量技术是核电领域辐射量测量的重要技术。高准确度和高稳定性的微小电流测量系统是X射线、γ射线以及电子束测量的关键[1]。
目前,传统的微小电流测量方法均使用电阻反馈,这种设计存在一定的缺点。尽管一些学者使用电阻反馈方式设计的微小电流测量系统取得了良好的测量结果,但由于系统中的温度补偿电路(用于克服大电阻的温度漂移)使得测量系统十分复杂[2]。实际上,微小电流的测量是充满漂移和噪声问题的。在反馈电阻设计方法中,噪声主要来自反馈电阻的热噪声和放大器的有源噪声[3]。
理论分析表明大多数的噪声是满足随机过程模型的,其在长时间内平均值也趋近于0。所以一些学者使用积分电容方式来限制测量过程中的噪声,这也是静电计的设计原理,但由于积分电容的电容值较低,电路很容易被电容的变化扰动[4]。
于是一些学者使用开关电容的方式来测量微小电流,取得了较好的测量效果[5]。该方法具有漂移小、线性度好以及稳定性好的特点,但整个电路十分复杂以至于很难掌握并应用。TI公司为了解决这个问题,开发了基于开关电容方式的电流放大芯片DDC112。该芯片具有双通道输入、动态范围大和具备20位的AD转换测量能力。尽管该芯片简化了微小电流的测量,但其较高的价格使得其难以在普通设备中使用。……
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