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X射線(xiàn)(衍射)儀/能譜儀部件及外設(shè)PA-210/230
X射線(xiàn)(衍射)儀/能譜儀部件及外設(shè)PA-210/230

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AMPTEK INC.

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PA-210/230型前端放大器(配套AMPTEK公司產(chǎn)X射線(xiàn)探頭使用)

注意:若已經(jīng)配套使用AMPTEK公司產(chǎn)DP5型數(shù)字脈沖處理及多道分析模塊和相應(yīng)的PC5電源模塊,則無(wú)需閱讀本說(shuō)明文檔,因?yàn)镈P5/PC5模塊中已經(jīng)考慮了供電,接口以及接地等下面討論的問(wèn)題,這也是配套使用DP5/PC5模塊的優(yōu)勢(shì)。

AXR/PA-210或AXR/PA-230型前端放大器專(zhuān)門(mén)為X射線(xiàn)儀器設(shè)備領(lǐng)域的OEM(代工生產(chǎn))廠(chǎng)商,研究所或?qū)嶒?yàn)室量身定制,可以和任何AMPTEK公司生產(chǎn)的X射線(xiàn)探測(cè)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(shí)際應(yīng)用(見(jiàn)實(shí)物圖1, 5, 7, 9, 10, 11, 13)。

客戶(hù)可以自行設(shè)計(jì)熱沉和封裝,或直接購(gòu)買(mǎi)下圖所示的外殼(圖1)。另外客戶(hù)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(shù)字信號(hào)處理器)以及和與電腦主機(jī)間的通訊模塊。

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


PA-210/230模塊對(duì)應(yīng)電路接口說(shuō)明
注意:
  1. 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;
  2. 硅PIN探頭需要正的高電壓(+HV)輸入,而產(chǎn)生負(fù)的輸出脈沖;
  3. 硅漂移探頭則需要負(fù)高壓(-HV)輸入,并產(chǎn)生正輸出脈沖;
  4. 確保不同探頭的高壓輸入極性符合上述要求;
  5. 十口電連接器上不是兩面均有金屬導(dǎo)體,在連接軟排線(xiàn)時(shí)需要注意排線(xiàn)和連接器的導(dǎo)電面的對(duì)應(yīng)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**需350mA,電壓**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(xiàn)(信號(hào)返回路)連接到信號(hào)返回路(處理器/成形放大器地線(xiàn))
PIN 6信號(hào)輸出連接到成形放大器或數(shù)字信號(hào)處理器輸入端
PIN 7溫度監(jiān)控信號(hào)測(cè)溫二極管輸出(見(jiàn)圖3)
PIN 8地線(xiàn)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(lèi)型而異),

穩(wěn)壓:電壓變化需要<0.1%;

硅漂移(負(fù)高壓):-90~-260V@25μA(因探頭類(lèi)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(xiàn)圖

注意:

1. 硅PIN探頭需要正高壓(+HV);硅漂移探頭需要負(fù)高壓(-HV);

2. 1毫米-10口接頭:DIGIKEY部件號(hào):HFE10F-ND;DIGIKEY部件號(hào):WM5703-ND;

3. 1毫米-6英寸排線(xiàn):DIGIKEY部件號(hào):HF190U-06-ND;DIGIKEY部件號(hào):WM10054-ND;


測(cè)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(cè)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(dú)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(guān)系見(jiàn)圖3。

2.前端放大器直接連接到DP5/PC5模塊時(shí)無(wú)需電阻,因該模塊可獨(dú)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(hù)需要利用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)熱電制冷器的閉路反饋控制,而不僅是讀取當(dāng)前探頭溫度。熱電制冷器能維持的**溫差為85℃。OEM廠(chǎng)商至少應(yīng)設(shè)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(shè)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(shí)相應(yīng)的環(huán)境溫度為30到35℃。若設(shè)備必須在更熱的條件下使用時(shí),需提高探測(cè)器設(shè)定溫度以保證制冷器的穩(wěn)定性。

圖3. 測(cè)溫二極管校準(zhǔn)曲線(xiàn)(I=160μA)

下圖(圖4)為溫度控制電路范例,對(duì)應(yīng)測(cè)溫二極管上電流為160μA,這時(shí)即可使用圖3中的校準(zhǔn)曲線(xiàn)。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?yàn)榇藭r(shí)電流通過(guò)該電路中的電阻R1來(lái)設(shè)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)。

圖4. 溫度控制電路范例


圖5. PA-210型前端放大器,直徑18mm,長(zhǎng)40mm

圖6. PA-210型前端放大器尺寸

圖7. PA-210型前端放大器外殼

該外殼可以保證探頭,前端放大器的屏蔽,并提供良好的熱沉以及通用的安裝孔,這樣客戶(hù)直接訂購(gòu)后可以節(jié)省封裝設(shè)計(jì)的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。

圖8. PA-210型前端放大器及外殼的機(jī)械尺寸圖

圖9. PA-230型可彎曲前端放大器和配套探頭,熱沉及安裝孔

圖10. PA-230型可彎曲前端放大器和配套探頭及熱沉

圖11. PA-230型可彎曲前端放大器和配套探頭,熱沉及安裝孔(圖9另一視角)

圖12. PA-230型前端放大器機(jī)械尺寸

圖13. PA-230型前端放大器外殼

該外殼可以保證探頭,前端放大器的屏蔽,并提供良好的熱沉以及通用的安裝孔,這樣客戶(hù)直接訂購(gòu)后可以節(jié)省用于封裝設(shè)計(jì)的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。

圖14. PA-230型前端放大器及外殼的機(jī)械尺寸圖


更多信息請(qǐng)關(guān)注AMPTEK英文官方網(wǎng)站:。

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