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詳細介紹

PA-210/230型前端放大器(配套AMPTEK公司產X射線探頭使用)

注意：若已經配套使用AMPTEK公司產DP5型數字脈沖處理及多道分析模塊和相應的PC5電源模塊,則無需閱讀本說明文檔，因為DP5/PC5模塊中已經考慮了供電，接口以及接地等下面討論的問題，這也是配套使用DP5/PC5模塊的優(yōu)勢。

AXR/PA-210或AXR/PA-230型前端放大器專門為X射線儀器設備領域的OEM（代工生產）廠商，研究所或實驗室量身定制，可以和任何AMPTEK公司生產的X射線探測器探頭配套使用（Si-PIN，SDD，CdTe），并提供了多種配置和封裝以方便實際應用（見實物圖1, 5, 7, 9, 10, 11, 13）。
客戶可以自行設計熱沉和封裝，或直接購買下圖所示的外殼（圖1）。另外客戶還需要自行提供外接電源，成形放大器（shaping amplifier），多道分析器（或者數字信號處理器）以及和與電腦主機間的通訊模塊。

圖1. AMPTEK-X射線探頭（AXR Detector），PA-210/230前端放大器（Preamplifier）及相應封裝(Housing)

PA-210/230模塊對應電路接口說明

注意:

PA-210和PA-230型前端放大器（前放）中均適用下面的電路圖和接口配置；
硅PIN探頭需要正的高電壓（+HV）輸入，而產生負的輸出脈沖；
硅漂移探頭則需要負高壓（-HV）輸入，并產生正輸出脈沖；
確保不同探頭的高壓輸入極性符合上述要求；
十口電連接器上不是兩面均有金屬導體，在連接軟排線時需要注意排線和連接器的導電面的對應連接。

十口電連接器接口表

PIN 1	熱電制冷器返回路	**在制冷器電源處接地
PIN 2	熱電制冷器電源輸入	電流最大需350mA，電壓最大需3.5V，噪聲峰峰值需<0.1V
PIN 3	前放+5V直流輸入	直流電壓需+5V，電流需15mA，噪聲峰峰值需<50mV
PIN 4	前放-5V直流輸入	直流電壓需-5V，電流需15mA，噪聲峰峰值需<50mV
PIN 5	地線（信號返回路）	連接到信號返回路（處理器/成形放大器地線）
PIN 6	信號輸出	連接到成形放大器或數字信號處理器輸入端
PIN 7	溫度監(jiān)控信號	測溫二極管輸出（見圖3）
PIN 8	地線	接到外殼地
PIN 9	未使用	未使用
PIN 10	高壓輸入	硅PIN（正高壓）：+100~+200V@1μA(因探頭類型而異)，穩(wěn)壓：電壓變化需要<0.1%; 硅漂移（負高壓）：-90~-260V@25μA(因探頭類型而異)，穩(wěn)壓：電壓變化需要<0.1%。

圖2. PA-210/230前端放大器接線圖

注意：
1. 硅PIN探頭需要正高壓(+HV)；硅漂移探頭需要負高壓(-HV)；
2. 1毫米-10口接頭：DIGIKEY部件號：HFE10F-ND；DIGIKEY部件號：WM5703-ND；
3.1毫米-6英寸排線：DIGIKEY部件號：HF190U-06-ND；DIGIKEY部件號：WM10054-ND；

測溫二極管和熱電制冷器控制

利用接口3和7之間的電阻（R19）控制測溫二極管上所需電流：

1.R19電阻為27.4k歐姆，置于PA210/230模塊電路板上或者單獨外加均可，用以保持160μA的二極管供電。該電流下二極管上讀出的電壓（mV）和溫度（℃）的關系見圖3。
2.前端放大器直接連接到DP5/PC5模塊時無需電阻，因該模塊可獨立為二極管供電并在配套軟件中直接給出溫度值（K）。
3. 客戶需要利用溫度傳感器實現對熱電制冷器的閉路反饋控制，而不僅是讀取當前探頭溫度。熱電制冷器能維持的最大溫差為85℃。OEM廠商至少應設定和控制探頭溫度為230K（-43℃），這樣能保證環(huán)境溫度需求上10到15℃的余量，即設備和室溫上升10到15℃的情況下探頭溫度仍能保持在230K，此時相應的環(huán)境溫度為30到35℃。若設備必須在更熱的條件下使用時，需提高探測器設定溫度以保證制冷器的穩(wěn)定性。

圖3. 測溫二極管校準曲線（I=160μA）

下圖（圖4）為溫度控制電路范例，對應測溫二極管上電流為160μA，這時即可使用圖3中的校準曲線。若該電路用于控制PA210/PA230前放模塊，則不要在PA210/230上安裝R19，因為此時電流通過該電路中的電阻R1來設定。另外需要將PA210/PA230前放模塊上的端口7連接到該電路的輸入端（如下圖所示）。