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A121 电荷灵敏前置放大器和鉴别器

A121 入轨木星!

Amptek 很荣幸为朱诺号探索木星任务提供了 A121。  有关朱诺号探索木星任务中木星极光分布实验(JADE)的更多信息,包括其中使用的 Amptek A121 的照片,请单击此处

A121 型是一种混合电荷灵敏前置放大器-鉴别器,设计用于在快速脉冲计数模式下与微通道板、通道电子倍增器、低增益光电倍增管、比例计数器和固态探测器配合使用。

特点

  • 固定死时间
  • 灵敏度:5 x 104 个电子(电压可调)
  • 频率:周期性 12 MHz
  • 模拟监控输出
  • 输出脉冲:最小 35 ns(可调)
  • Vs = +5 至最大 +7 VDC(25 mW)
  • 输入噪声:15 x 10-16 库仑 RMS;9,650 e RMS;阈值的 19%
  • 噪声斜率:1.8 x 10-17 库仑 RMS/pF

  • 规格参数 +


    输入特性

    阈值 A121 型的标称阈值为 8 x 10-15 库仑输入。这相当于 5 x 104 个电子。
    阈值稳定性与温度的关系 0.5%/°C
    阈值稳定性与电源变化(Vs)的关系 -0.1%/mV
    装置之间的阈值差异 ±8%
    噪声(典型值) 15 x 10-16 库仑 RMS;9,650 e RMS;阈值的 19%
    噪声斜率(典型值) 1.8 x 10-17 库仑 RMS/pF

    阈值时的输出特性

    输入测试:4 mV 通过 2 pF
    Q = CV = 0.008 pC = 5 x 104 个电子

    模拟输出(引脚 5)灵敏度 120 mV(15 V/pC)
    模拟输出上升时间 10 ns
    输出(引脚 9) 5 V;最小 35 ns

    通用

    死时间 固定死时间。最小死时间 80 ns。参见性能下的“图 A. A121 典型死时间与电阻之间的关系”。从引脚 8到+5VDC
    计数率 周期性 12 x 106 CPS
    工作电压 +5 至最大 +7 VDC(25 mW)
    工作电流(典型值) 5 mA 静态,加上 1.5 mA/MHz
    温度 -55 至 +85 ºC 工作温度
    筛选 Amptek 高可靠性
    平均故障间隔时间(MTBF) 1.2/106  小时 @ +25 °C
    保修 一年
    重量 3.5 g
    封装 9 引脚 SIP
    配件 PC121 测试板

    A121 响应

    通过 2 pF 测试电容的阶跃输入

    顶图:输入(引脚 1)200 mV/格
    中间波形:模拟输出(引脚 5)1 V/格
    底部波形:输出(引脚 9)5 V/格
    时基:50 ns/格

    A121 引脚配置

    引脚 1 输入
    引脚 2 接地和外壳
    引脚 3 阈值调整(5k 欧姆 < RT:开路的灵敏度最大)。参见性能中的“图 B. A121 输入阈值与引脚 3 上控制电压之间的关系”。
    引脚 4 Vs(+5 至最大 +7 VDC)
    引脚 5 模拟监控
    引脚 6 脉冲宽度调整(RH RH = 0,可实现最小脉冲宽度 35 ns。)参见性能中的“图 C. A121 典型输出脉冲宽度与引脚 6 接地电阻之间的关系”。
    引脚 7 接地和外壳
    引脚 8 死时间调整(RL RL = 0,可实现最小死时间 80 ns。)参见性能中的“图 A. A121 典型死时间与电阻之间的关系。从引脚 8 到 +5 V DC ”。
    引脚 9 输出
  • 操作说明 +


    典型测试电路

    上升时间:< 20 ns(下降沿)
    振幅:2 ‐ 50 mV。

    到输入的电荷根据 Q = Ct·V 进行转移,其中 Q = 总电荷,Ct = 测试电容器的值,V = 电压阶跃幅度。请勿直接或经由大电容器(> 100 pF)将测试脉冲发生器连接到输入端,因为这样会在输入晶体管中产生大电流并导致不可逆的损坏。

    关于 A121 的说明

    • 引脚 1,输入
      引脚 1 的直流电平为 1.2 V。此直流电平不得由外部电路更改。引脚 1 应与探测器进行交流耦合。高压耦合电容器应具有足够的额定电压,以防止击穿而损坏 A121。
      对于阳极处于接地电位的探测器:
      处于接地电位的阳极需要一条直流接地路径来保持固定电位。这可以通过直流耦合到 A121 的输入来实现,它可将阳极保持在约 1.2 V。或者,您也可以采用交流耦合,但在电容器的阳极侧应使用更高阻值的接地电阻(1 MEG)。
    • 可采用如下方式保护 A121:
    • 引脚 3,阈值调整
      通过更改引脚 3 上的电压电平,可以远程更改 A121 的阈值。
      在引脚 3 和 Vs 之间添加一个电阻,可以提高 A121 的阈值。引脚 3 的阻抗约为 10k 欧姆。(参见性能中的“图 B. A121 输入阈值与引脚 3 上控制电压之间的关系”。)
    • 引脚 5,模拟监控
      引脚 5 提供了来自鉴别器之前的前置放大器部分的正模拟脉冲输出,其上升时间约为 10 ns。在最大灵敏度(引脚 3 = 0 伏)时,此脉冲的振幅与输入电荷成正比,A = 15 V/pC。在阈值时,这将对应于 120 mV 脉冲。如果引脚 3 上存在电压,则模拟脉冲的大小将除以电压产生的相同阈值衰减系数。例如:如果引脚 3 上存在 1.3 V 电压(6dB 衰减系数为 2),则模拟脉冲的大小将为 60 mV 。此输出必须与外部电路进行电容耦合,并可通过执行脉冲高度分析来监控探测器增益变化。
    • 引脚 9,输出
      A121 的最终输出级由带有 200 欧姆串联电阻的 74AC00 栅极产生。
  • 典型波形 +


    图 A. A121 典型死时间与电阻之间的关系。从引脚 8到+5VDC
    图 B. A121 输入阈值与引脚 3 上控制电压之间的关系。
    图 C. A121 典型输出脉冲宽度与引脚 6 接地电阻之间的关系。
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  • PC121 测试板 +


    用于 A121 的 PC121 测试板。


    尺寸:1.75 英寸 X 1.75 英寸(4.5 厘米 X 4.5 厘米)
    材料:FR4

    PC121 操作说明

    • PC121 可以并排容纳两个 A121。
    • A121 的输入(引脚 1)保持在 1.2 V 直流电平。电容器 C1 和 C2 隔离了 A121 的输入,可防止意外接地。C1 和 C2 的额定电压均为 200 V。它们不是高压耦合电容。如果探测器信号处于高电压,则必须在探测器和 C1 和/或 C2 之间连接一个具有适当额定电压的外部高压耦合电容。由于探测器类型和应用之间的差异很大,PC121 不附带此高压电容。由于 A121 与 A111 的应用相似,因此,请参阅 A111 连接图和应用以了解更多信息。
    • 由于输入的灵敏度高,以及 A121 输出产生的快速上升时间信号,因此必须小心连接外部引线,以避免振荡和噪声。建议将 PC121 封装在一个小金属盒内。
  • 应用 +


    A121 入轨木星!

    Amptek 很荣幸为朱诺号探索木星任务提供了 A121,该太空探测器于 2016 年 7 月 4 日进入极轨道,以研究木星的组成、重力场、磁场和极磁层。朱诺号还将收集行星形成的线索,包括它是否存在岩石核心、深层大气中的水量、质量分布和深风等。

    Amptek 的 A121 被用于执行朱诺号探索木星任务中的木星极光分布实验(JADE)。  以下是其中使用的 A121 的照片:

    带 A121 的 JADE-I 电荷放大器板
    带 A121 的 JEADE-E 电荷放大器板

     

    有关飞行任务设备的更多信息,请单击此处

  • 机械 +


    A121 机械尺寸

  • 文档 +