一種應(yīng)用于MCA中的高速高精度峰值保持器PKD01

摘要：高性能峰值保持在核脈沖信號處理過程中具有重要的意義。結(jié)合實(shí)際X射線探測器輸出脈沖特點(diǎn)，利用了一種運(yùn)用跨導(dǎo)型運(yùn)算放大器的PKD01峰值保持芯片，該芯片具有通頻帶寬、響應(yīng)速度快、峰值保持精度高、線性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過實(shí)際測量，可以準(zhǔn)確的對脈沖信號進(jìn)行峰值保持。
關(guān)鍵詞：PKD01；峰值保持器；X射線

在核輻射頻譜測量的過程中，多道脈沖幅度分析是必要的手段，隨著科技的不斷發(fā)展，多道脈沖幅度分析器都采用數(shù)字化分析方法，這就需要對模擬量進(jìn)行數(shù)字化采樣即A／D轉(zhuǎn)換。在A／D轉(zhuǎn)換過程中，必然會(huì)要求被轉(zhuǎn)換的模擬信號在整個(gè)轉(zhuǎn)換過程中保持不變，否則，A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果將變得沒有意義。特別對于一些頻率較高的信號，信號的變化速度快，A／D轉(zhuǎn)換從啟動(dòng)到轉(zhuǎn)換結(jié)束的這一時(shí)間段不一定跟的上信號變化的速度，所以會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換精度失真。為了解決這一問題，可以通過提高ADC的性能來應(yīng)對，但只是一味的提高ADC的性能，就會(huì)使得生產(chǎn)成本的增加；利用峰值保持的方法，在滿足需要的前提下，降低了ADC的成本，可以提高性價(jià)比。
對于核探測器輸出的信號來說，都是一些隨機(jī)離散的窄脈沖信號，必須使用高性能的峰值保持電路才可以使得ADC的采樣精度得以保證，本文使用AD公司生產(chǎn)的PKD01峰值保持器對探測器輸出X射線信號進(jìn)行峰值保持，以提供平穩(wěn)直流輸出至ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。

1 PKD01芯片功能特點(diǎn)和工作模式
1．1 PKD01的功能特點(diǎn)
PKD01封裝采用DIP-14，引腳排列如圖1所示。

PKD01芯片采用獨(dú)特的跨導(dǎo)式運(yùn)算放大器，所以它具有通頻帶寬、響應(yīng)速度快、峰值保持精度高、線性好等優(yōu)點(diǎn)。并且通過選擇適當(dāng)?shù)耐獠勘３蛛娙?，可以對瞬變峰值脈沖的信號進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測并保持峰值脈沖信號，直到RST復(fù)位信號的到來，才會(huì)對保持信號清除。這樣，PKD01峰值保持器就解決了一般峰值保持電路的弊端，解決了一般峰值保持電路通頻帶窄、線性差、峰值保持時(shí)間受保持電容的影響大等問題，用以保證后端ADC采樣的精確度。
1．2 PKD01的工作模式
PKD01通過控制RST和管腳對其工作模式進(jìn)行切換。表1給出了PKD01的幾種不同工作模式狀態(tài)。

在以上幾種不同的工作模式下，PKD01可以構(gòu)成以下幾種不同功能的工作電路，分別是無增益不改變信號極性電路、有增益不改變信號極性電路、無增益改變信號極性電路以及有增益改變信號極性電路。
對于無增益不改變信號極性的電路來說，輸入信號通過增益放大器+IN輸入，啟動(dòng)信號將會(huì)以每次峰值出現(xiàn)時(shí)使得芯片進(jìn)入保持模式，芯片對峰值進(jìn)行保持，直到下一個(gè)最大值出現(xiàn)替代現(xiàn)有值。在RST信號到來時(shí)，將清除輸出信號。有增益不改變信號極性的電路，需要在輸入端反饋段接適當(dāng)阻值的電阻，通過調(diào)節(jié)電阻阻值的大小來調(diào)節(jié)輸出信號的增益。對于需要對輸入信號的極性改變的電路來說，輸入信號通過增益放大器的-IN端輸入，有增益無增益與前兩種電路模式一致。