一种实用的峰值保持电路

　　峰值保持电路是核物理实验中的重要线路单元[1]。峰值保持电路实际包含峰值提取和峰值保持两种电路。在核物理通过脉冲幅度鉴别粒子类型实验中,主线性放大器输出模拟信号的峰值是代表着带电粒子在核辐射探测器中所沉积的能量,根据模拟信号峰值幅度的大小就可以鉴别粒子的类型;因此模拟信号峰值的提取就显得尤为重要,否则该方法就无法用来鉴别粒子类型。峰值保持电路是在峰值提取电路设计基础上提出的,模拟峰值信号要转换成数字信号需要通过A/D转换电路,它需要一定的时间来完成转换,在转换期间要保证模拟峰值信号的稳定,因此模拟信号峰值的保持同样重要。鉴于此,峰值的提取/保持电路便应运而生。峰值保持电路在其它测量控制方面用途也非常广泛,如:最大冲击力、振动过程中的最大幅值、共振最大强度以及测试工业过程中的最高温度、最大流量、最大压力等。

　　峰值保持电路是多道脉冲幅度分析器的重要核心电路之一。在NIM插件式的多道脉冲幅度分析器中多用三极管和MOS管等分立器件来搭建,该电路具有结构复杂和调试麻烦等特点;而在用于野外测量的便携式智能型多道脉冲幅度分析器设计中,需要整体电路结构简单实用、集成化程度高和调试方便。传统的NIM插件式峰值保持电路必须整合,本文就是在此基础上提出一种简单实用的峰值保持电路设计。峰值保持电路通常分为电压型的和跨导型[2]两种,本文提出的是建立在电压型的设计基础上,提出用采样/保持器LF398芯片配合简单外围电路来达到设计要求。

　　1　多道能谱仪的峰值保持电路

　　峰值保持电路探测核脉冲幅度信号并在脉冲峰值时刻通知保持峰值,同时向单片机提出中断申请信号,使单片机响应中断启动A/D转换;转换结束后单片机使采样保持器复原为采样状况,实现系统的逻辑控制。峰值保持电路原理图如图1所示。

　　U4是芯片LF398,它是美国国家半导体公司研制的集成采样保持器。它只需外接一个保持电容就能完成采样保持功能,其采样保持控制端可直接接于TTL, CMOS逻辑电平。U1和U2是比较器LM311,U3是D触发器74LS74,U5A是与门74LS08。放大后的脉冲核信号一路输入到下阈比较器,另一路接输入到LF398。当核信号大于下阈时,比较器U1输出高电平,得到上升沿,上升沿再触发U3A,

　　它的Q端输出高电平和U3B的Q非端相与得到高电平,去控制LF398的采样控制端进入采样状态。当LF398的输出端信号幅度比输入端大时,即到达峰值时,比较器U2出高电平,得到上升沿,上升沿再触发U3B,它的Q非端输出低电平, U5A输出变为低电平,LF398进入保持状态。U3B的Q非端输出的下跳沿作为单片机的中断信号,当A/D转换结束后,单片输出放电和清零CLR信号使采样保持器复原。电路波形见图2。