X射線(衍射)儀/能譜儀部件及外設(shè)PA-210/230
AXR/PA-210或AXR/PA-230型前端放大器專門為X射線儀器設(shè)備領(lǐng)域的OEM(代工生產(chǎn))廠商,研究所或?qū)嶒炇伊可矶ㄖ疲梢院腿魏蜛MPTEK公司生產(chǎn)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(yīng)用(見實物圖1, 5, 7, 9, 10, 11, 13)。
X射線(衍射)儀/能譜儀部件及外設(shè)PA-210/230
PA-210/230型前端放大器(配套AMPTEK公司產(chǎn)X射線探頭使用)
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,則無需閱讀本說明文檔,因為DP5/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(shè)備領(lǐng)域的OEM(代工生產(chǎn))廠商,研究所或?qū)嶒炇伊可矶ㄖ疲梢院腿魏蜛MPTEK公司生產(chǎn)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(yīng)用(見實物圖1, 5, 7, 9, 10, 11, 13)。
客戶可以自行設(shè)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(shù)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(yīng)封裝(Housing)
X射線(衍射)儀/能譜儀部件及外設(shè)PA-210/230模塊對應(yīng)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(chǎn)生負的輸出脈沖;
- 硅漂移探頭則需要負高壓(-HV)輸入,并產(chǎn)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(dǎo)體,在連接軟排線時需要注意排線和連接器的導(dǎo)電面的對應(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 | 電流大需350mA,電壓大需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(shù)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(guān)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(xiàn)對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大溫差為85℃。OEM廠商至少應(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,需提高探測器設(shè)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(yīng)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(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