辐射探测器信号放大与读出电路
辐射探测器信号放大与读出电路
radiation detector signal amplification and readout circuit
核探测器输出的信号电平一般都很低，需要进行放大、成形、阻抗匹配等才能处理和记录。多丝正比室和漂移室等位置灵敏探测器（见高能粒子探测器）的每根丝都有信号输出,输出的路数很多,要求放大器和成形电路既简单又能满足后面处理设备对信号电平的要求。实现这些功能的各类电路通称为放大和读出电路。
前端电路 直接与探测器系统相连接的电路。为了防止和减小信息的畸变和外部干扰，其位置紧靠着探测器系统，有时直接组装在探测器内。电路的输出具有较强的抗干扰能力和抗畸变能力，适合于较长距离的传送。例如，高能物理实验中多丝室信号读出电路就属于前端电路。在某些场合，把完成信号数字化的电路也放在前端电路内。
前置放大器 直接与探测器连接、对探测器输出信号予以成形并进行预放大的电路。其位置紧靠着探测器，输出阻抗与电缆匹配，有较高的信号噪声比。信号因经过预放大而有较强的抗干扰能力，可以送到远离探测器的信息处理系统作进一步处理。
低噪声前置放大器 噪声电平远低于信号电平的前置放大器,一般指等效噪声电荷低于5×10-17库的前置放大器。
电荷灵敏前置放大器 这类放大器输出信号的幅度正比于探测器输出电流脉冲所包含的电荷量，与探测器电容和输入端的分布电容无关。它们起电荷积分器的作用，并具有相当大的输入电阻和输入电容。这类电路的基本结构，是用小容量电容器作反馈元件的负反馈运算放大器。
弱电流放大器 一种放大10-10安以下的微弱慢变化电流的直流放大器。对弱电流放大器的要求是高输入阻抗和低漂移。现代水平已经可以达到放大10-16安以下的弱电流。在动态范围很大的情况下，还需要用对数放大器。
快放大器 上升时间小的宽频带放大器。在核电子学中,快放大器上升时间在10-9秒量级。为了消除通过电缆传送信号时的反射，放大器的输入阻抗应与电缆的特性阻抗相匹配（典型值为50欧），输出端具有驱动输出电缆的能力，并应与电缆的阻抗相匹配。这类放大器可放大高计数率的信号或窄脉冲信号。
谱仪放大器 用于能谱测量的主放大器。它的主要功能是：①进一步放大前置放大器输出信号，以达到供信号数字化所需要的电平。②成形滤波。将前置放大器输出信号再进行合适成形，用以提高信噪比，减小信号间堆积的几率或者判弃发生堆积的信号、减小基线涨落等，从而提高谱仪的分辨率。
多丝室读出电路 各种多丝室和漂移室等位置灵敏型探测器的丝信号放大、成形和选通电路。
①多丝正比室读出电路：提取垂直于信号丝方向的位置信息，通常采用逐丝读出和延迟线耦合读出两种方法。逐丝读出是给每根信号丝（一般指阳极丝）接一个放大、甄别电路，把丝信号加以放大成形，然后进行编码和记录；延迟线读出是把丝信号耦合到均匀绕制的延迟线上，延迟线两端输出信号的时间关系与产生信号的丝位置有关。这样就将丝的位置信息转化为一对信号间时间关系信息。延迟线读出节省电路，定位精度高。但是，计数率不能太高，室也不能做得很大，而且对于多粒子事例的分辨本领差。沿丝方向位置信息的提取通常有三种方法：阴极重心读出、延迟线耦合读出和电阻丝做信号丝读出。
②多丝漂移室读出电路：根据带电粒子通过丝室平面的时间和丝信号出现的时间，确定电离点与丝的距离。漂移室读出事例出现时间、丝信号出现时间和丝号编码三种信息数字化后送计数机处理定位。