在核輻射測(cè)量?jī)x器中，對(duì)測(cè)量精度與采樣速度都有一定的要求，一般的檢測(cè)電路會(huì)引起較大的誤差。本次電路的設(shè)計(jì)，可以較為精確的完成對(duì)峰值信號(hào)脈沖的檢測(cè)與保持，從而完成對(duì)脈沖幅度的測(cè)量，進(jìn)而知道輻射的能量大小。研究峰值檢測(cè)電路對(duì)設(shè)計(jì)核輻射探測(cè)儀器具有重要的意義。

1、峰值檢測(cè)電路總體設(shè)計(jì)

峰值保持電路屬于核輻射測(cè)量?jī)x器中信號(hào)數(shù)據(jù)采集部分的核心電路，要準(zhǔn)確的完成峰值的甄別及保持，就需要對(duì)各部分電路的時(shí)序進(jìn)行嚴(yán)格的控制，因此，必須各部分的器件及連接方案進(jìn)行慎重的選擇。本系統(tǒng)采用主放大器，甄別電路，控制電路及峰值保持四部分組成峰值檢測(cè)電路，圖1為電路原理圖。

圖1 ?峰值檢測(cè)電路原理圖

主放大器是放在前置放大電路和甄別電路之間，需要增益調(diào)節(jié)來(lái)補(bǔ)償核輻射探測(cè)器輸出脈沖幅度的變化。由于探測(cè)器輸出的脈沖信號(hào)幅度比較小（為幾十毫伏至幾百毫伏），脈沖寬度比較窄，為了能進(jìn)行信號(hào)幅度分析，實(shí)現(xiàn)能譜測(cè)量，需要脈沖線性放大器將脈沖信號(hào)進(jìn)行幅度的線性放大與脈沖的成形。本系統(tǒng)選用運(yùn)放CA3140，它具有輸入阻抗高、噪聲低、功耗小、溫漂小等特點(diǎn)。

甄別電路的主要功能是完成過(guò)峰檢測(cè)和去除信號(hào)噪聲的功能。通過(guò)設(shè)定閉值，將信號(hào)中能量小于閾值的噪聲去。這種電路只允許一定幅度的脈沖通過(guò)，供其后電路記錄。由于在核輻射脈沖測(cè)量中對(duì)采樣時(shí)間要求很快，因此我們選用高速比較器LM319。控制電路是整個(gè)電路的控制中心，它按照甄別電路的時(shí)序，自動(dòng)地控制整個(gè)電路協(xié)調(diào)的完成測(cè)量工作，控制電路一般由一些門(mén)電路構(gòu)成，有定時(shí)信號(hào)開(kāi)啟或關(guān)閉這些門(mén)電路，給出相應(yīng)的脈沖信號(hào)去控制電路工作。

在本設(shè)計(jì)中，控制電路主要功能是完成對(duì)A/D讀入/轉(zhuǎn)換狀態(tài)的控制。從而完成對(duì)輸出峰值的測(cè)量和顯示。控制電路主要由74LS74觸發(fā)器構(gòu)成，74LS74觸發(fā)器為帶預(yù)置和清除端的兩組D型觸發(fā)器。

峰值保持電路的功能是跟蹤輸入信號(hào)（一般是脈沖），直到輸入信號(hào)達(dá)到峰值為止，進(jìn)入保持狀態(tài)，保持輸入信號(hào)的峰值不變（當(dāng)然實(shí)際上存在泄漏電流引起的跌落），直到被復(fù)位，回到跟蹤狀態(tài)。它主要由電壓保持電容以及電壓跟隨器組成。在選用電壓跟隨器時(shí)要注意選用阻抗較大的跟隨放大器才能更精確的完成峰值的保持和測(cè)量，因此本設(shè)計(jì)選用阻抗較大的運(yùn)算放大器CA3140作為電壓跟隨器。

在本次設(shè)計(jì)中要使用+5V和-5V兩種電源，在實(shí)際應(yīng)用中可選用一種電平轉(zhuǎn)換芯片完成兩種電壓之間的轉(zhuǎn)換。

2、結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)核輻射測(cè)量中所需要注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)了一種峰值檢測(cè)電路，主要解決了以下問(wèn)題：

（1）由于此電路是用于核輻射測(cè)量中，所測(cè)量的脈沖寬度較窄，因此要進(jìn)行進(jìn)沖信號(hào)的放大整形。采用低功耗，高阻抗的放大器能夠減小運(yùn)放輸入失調(diào)造成的誤差。

（2）通過(guò)甄別電路和控制電路的時(shí)序來(lái)控制模擬開(kāi)關(guān)和ADC的轉(zhuǎn)換時(shí)間。

實(shí)踐表明，這種峰值檢測(cè)電路設(shè)計(jì)合理，可以在實(shí)際的核輻射測(cè)量?jī)x器中使用，此電路可以完成對(duì)信號(hào)峰值的檢測(cè)與保持，完成核輻射脈沖幅度的測(cè)量，從而得到輻射的能量大小，對(duì)核輻射測(cè)量?jī)x器的設(shè)計(jì)具有重要的意義。