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1、NORME INTERNATIONALE INTERNATIONAL STANDARD CE1 IEC 61151 Premire dition First edition 1992-08 Instrumentation nuclaire - Am plif icateurs et pram plif icateurs utiliss avec des dtecteurs de rayonnements ionisants - Mthodes d?essais Nuclear instrumentation - Amplifiers and preamplifiers used with de
2、tectors of ionizing radiation - Test procedures Numro de rfrence Reference number CEMEC 61 151 : 1992 Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale, 03/06/2007 23:28:51 MSTNo reproduction
3、 or networking permitted without license from IHS -,-,- Numros des publications Num ber i ng Depuis le ler janvier 1997, les publications de la CE1 sont numrotes partir de 60000. Publications consolides Les versions consolides de certaines publications de la CE1 incorporant les amendements sont disp
4、onibles. Par exemple, les numros ddition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant lamendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2. Validit de la presente publication Le contenu technique des publications de la CE1
5、 est constamment revu par la CE1 afin quil reflte ltat actuel de la technique. Des renseignements relatifs la date de reconfir- mation de la publication sont disponibles dans le Catalogue de la CEI. Les renseignements relatifs des questions ltude et des travaux en cours entrepris par le comit techni
6、que qui a tabli cette publication, ainsi que la liste des publications tablies, se trouvent dans les documents ci- dessous: (Site web de la CEP Catalogue des publications de la CE1 Publi annuellement et mis jour rgulirement (Catalogue en ligne)* Bulletin de la CE1 Disponible la fois au 4 t e web. de
7、 la CEI et comme priodique imprim Terminologie, symboles graphiques et littraux En ce qui concerne la terminologie gnrale, le lecteur se reportera la GEI 60050: Vocabulaire flectro- technique International (VEI). Pour les symboles graphiques, les symboles littraux et les signes dusage gnral approuvs
8、 par la CEI, le lecteur consultera la CE1 60027: Symboles littraux 2 utiliser en lectrotechnique, la CE1 6041 7: Symboles graphiques utilisables sur le matriel. Index, relev et compilation des feuilles individuelles. et la CE1 60617: Symboles graphiques pour schmas. * Voir adresse -site web sur la p
9、age de titre. As from 1 January 1997 all IEC publications are issued with a designation in the 60000 series. Consolidated publications Consolidated versions of some IEC publications including amendments are available. For example, edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to the base pub
10、lication, the base publication incor- porating amendment 1 and the base publication incorporating amendments 1 and 2. Validity of this publication The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC, thus ensuring that the content reflects current technology. Informati
11、on relating to the date of the reconfirmation of the publication is available in the IEC catalogue. Information on the subjects under consideration and work in progress undertaken by the technical committee which has prepared this publication, as well as the list of publications issued, is to be fou
12、nd at the following IEC sources: IEC web sitet Catalogue of IEC publications Published yearly with regular updates (On-line catalogue)* IEC Bulletin Available both at the IEC web site* and as a printed periodical Terminology, graphical and letter symbols For general terminology, readers are referred
13、 to I EC 60050: International Electrotechnical Vocabulary (IEV). For graphical symbols, and letter symbols and signs approved by the IEC for general use, readers are referred to publications IEC 60027: Letter symbols to be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical symbols for use on equipm
14、ent. Index, survey and compilation of the single sheets and IEC 60617: Graphical symbols for diagrams. * See web site address on title page. Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale,
15、 03/06/2007 23:28:51 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- NORME INTERNATIONALE INTERNATIONAL STANDARD CE1 IEC 61 151 Premire dition First edition 1992-08 Instrumentation nuclaire - Amplificateurs et pramplificateurs utiliss avec des dtecteurs de rayonnements ioni
16、sants - Mthodes dessais Nuclear instrumentation - Amplifiers and preamplifiers used with detectors of ionizing radiation - Test procedures O IEC 1992 Droits ds reproduction rservs -Copyright - all rights reserved Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni No part of this publicatio
17、n may be reproduced or utilized in utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun any form or by any means, electronic or mechanical. procd. lectronique ou mcanique, y compris la photo- including photocopying and microfilm. without permission in copie et les microfilms, sans laccord crit de Idi
18、teur. writing from the publisher. International Electrotechnical Commission Telefax: +41 22 919 0300 3, rue de Varemb Geneva, Switzerland IEC web site http: /www.iec.ch e-mail: inmailiec.ch CODE PRIX PRICECODE xc Commission Electrotechnique Internationale International Electrotechnical Commission Me
19、mnvHaponHaR H T P O T B X H H Y C R HOMHCCHR O Pourprix, voir catalogue en vigueur For price, see current catalogue 5 Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale, 03/06/2007 23:28:51 MS
20、TNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- -2- SOMMAI RE 1151 0 CE1 Pages AVANT-PROPOS . 10 INTRODUCTION 12 Articles 1 Gnralits . 14 1.1 Domaine dapplication et objet 14 1.2 Rfrences normatives 14 1.3 Dfinitions particulires . 16 1 . 4 Symboles et abrviations 26 1.5 Cons
21、tantes et facteurs de conversion 30 2 Spectromtre 32 2.1 Dtecteurs . 32 2 . 1 . 1 Signal du dtecteur . 34 2.1.2 Temps de monte et temps de descente 36 2.2 Pramplificateur . 36 2.3 Amplificateur principal (amplificateur de mise en forme) 38 2.4 Amplificateur seuil . 40 2.5 Analyseur muliicanal 40 3 A
22、ppareils dessais . 42 3 . 1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Montage dessai . 3 . 1 . 1 Prcision des appareils dessais 3.1.2 Prcision des mesures Gnrateurs dimpulsions . 3 . 2 . 1 Gnrateur dimpulsions, essais du pramplificateur 3.2.2 Gnrateur dimpulsions, essais de lamplificateur principal . Attnuate
23、ur pas ( chelons) . 3.3.1 Adaptation terminale de Iattnuateur Botier de condensateur Amplificateur de mise en forme . Vo It mt re altern at if . Oscilloscope . Pont de non-linarit . Etalonnage de loscilloscope par rapport au gnrateur . 42 42 44 44 44 46 46 46 48 48 48 48 50 52 4 Mesures et spcificat
24、ions relatives lamplificateur principal . 52 4 . 1 Paramtres de mise en forme . 52 Terminologie du panneau avant. mise en forme unipolaire 54 4 . 1 . 1 Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not
25、for Resale, 03/06/2007 23:28:51 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- 1151 0 IEC - 3 - CONTENTS Page FOREWORD . 11 INTRODUCTION 13 Clause 1 General . 15 1.1 Scope and object 15 1.2 Normative references . 15 1.3 Specialized definitions 17 1.4 Symbols and abbreviati
26、ons . 27 1.5 Constants and conversion factors 31 2 Spectrometer . 33 2.1 Detectors 33 2.1 . 1 Detector signal 35 2.1.2 Rise time and fall time 37 2.2 Preamplifier 37 2.3 Main amplifier (shaping amplifier) 39 2.4 Biased amplifier . 41 2.5 Multichannel analyzer . 41 3 Test instruments . 43 3.1 3.2 3.3
27、 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Test Set-up . 43 3.1 . 1 Test instrument accuracy 43 3.1.2 Measurement accuracy 45 Pulse generators . 45 3.2.1 Pulse generator. preamplifier tests 45 3.2.2 Pulse generator. main amplifier tests 47 3.3.1 Attenuator termination 47 Shaping amplifier 49 A.C. voltmeter 49 Step at
28、tenuator . 47 Capacitor box . 49 Oscilloscope . 49 Nonlinearity bridge 51 Oscilloscope/generator calibration . 53 4 Main amplifier measurements and specifications . 53 4.1 Pulse-shape parameters 53 4.1 . 1 Front panel nomenclature. unipolar shaping 55 Copyright International Electrotechnical Commiss
29、ion Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale, 03/06/2007 23:28:51 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- -4- 1151 0 CE1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.1 1 4.12 4.1.2 Terminologie du panneau a
30、vant. mise en forme bipolaire Largeur dimpulsion Restitution aprs surcharge . 4.3.1 Temps de restitution aprs surcharge. unipolaire . 4.3.2 Temps de restitution aprs surcharge. bipolaire 4.3.3 Blocage (paralysie) 4.3.4 Artefacts de la ligne de base . Etalonnage de la commande de rglage du gain et me
31、sure du gain de lamplificateur principal . 4.4.1 Etalonnage du gain principal (grossier) . 4.4.2 Etalonnage du gain fin Mesure du bruit . Gain de transition du bruit Domaine de compensation ple/zro . Non-linarit . Rsistance interne . Sensibilit la temprature Sensibilit la tension dalimentation Fluct
32、uation du temps de recouvrement 56 56 56 58 60 60 62 62 62 64 64 64 66 66 70 74 74 74 5 Mesures relatives au pramplificateur . 76 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 Sensibilit la charge . 78 5.1.1 Sensibilit la charge en fonction de la capacit 78 5.1.2 Sensibilit la charge en fonction de la capacit. mthode de
33、IAMC . 78 5.1.3 Sensibilit la charge en fonction de la capacit. mthode de lquilibre 5.1.4 Spcifications relatives la sensibilit la charge en fonction Valeur de la capacit dinjection-test interne . 80 Temps de monte en fonction de la capacit . 80 Bruit. pramplificateurs . 82 5.4.1 Mesure du bruit. pr
34、amplificateurs pour dtecteurs en germanium 82 5.4.2 Mesure du bruit. pramplificateurs pour dtecteurs en silicium . 84 5.4.3 Bruit. units de charge quivalente efficace et nombre de paires dions quivalent efficace 84 5.4.4 Correction relative au bruit de lamplificateur principal 84 Non-linarii du pram
35、plificateur 86 Produit nergie x taux de comptage (PETC) 88 5.6.1 Dtermination de C , . 90 5.6.2 Dtermination du produit RrCr 90 5.6.3 Limite du taux de comptage. pramplificateur liaison continue . 94 5.6.4 Limite du taux de comptage. pramplificateur liaison capacitive . 94 de pont 80 de la capacit 8
36、0 6 Mesures relatives un amplificateur seuil . 98 6.1 Non.linarit. amplificateur seuil 98 Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale, 03/06/2007 23:28:51 MSTNo reproduction or networki
37、ng permitted without license from IHS -,-,- 1151 0 IEC -5- 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.1 1 4.12 4.1.2 Front panel nomenclature. bipolar shaping Pulse width . Overload recovery . 4.3.1 Overload recovery time. unipolar . 4.3.2 Overload recovery time. bipolar 4.3.3 Blocking (paralysis) 4.3.4
38、 Baseline artifacts . Gain control calibration and main amplifier gain measurement 4.4.1 Coarse gain calibration 4.4.2 Fine gain calibration . Noise measurement . Noise transition gain . Pole/zero range . Nonlinearity Source resistance . Temperature sensitivity Supply voltage sensitivity Crossover w
39、alk 57 57 57 59 61 61 63 63 63 65 65 65 67 67 71 75 75 75 5 Preamplifier measurements 77 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 Charge sensitivity 5.1.1 Charge sensitivity versus capacitance 5.1.2 Charge sensitivity versus capacitance. MCA method . 5.1.3 Charge sensitivity versus capacitance. bridge balance method
40、 . 5.1 . 4 Charge sensitivity versus capacitance specifications . Size of the internal test capacitor . Rise time versus capacitance Noise. preamplifiers 5.4.1 Noise. preamplifiers for germanium detectors . 5.4.2 Noise. preamplifiers for silicon detectors 5.4.3 Noise. units of equivalent r.m.s., cha
41、rge and equivalent r.m.s. ion pairs 5.4.4 Correction for main amplifier noise Preamplifier nonlinearity Energy x count-rate product (ECRP) . 5.6.1 Determination of Cf 5.6.2 Determination of f Cf 5.6.3 5.6.4 Count-rate limit. a.c.-coupled preamplifier Count-rate limit. d.c.-coupled preamplifier 79 79
42、 79 81 81 81 81 83 83 85 85 85 87 89 91 91 95 95 6 Biased amplifier measurements . 99 6.1 Nonlinearity. biased amplifier 99 Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Center/9972545001 Not for Resale, 03/06/2007 23:28
43、:51 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- - 6 - 1151 CE1 ANNEXES A Spectromtre 104 B Appareils dessais . 116 Mesures et spcifications relatives lamplificateur principal . 132 Mesures relatives lamplificateur seuil 152 F Bibliographie . 154 C D E Mesures relatives
44、au bruit du pramplificateur . 146 FIGURES 1 Spectromtre 32 2 Rsolution en nergie en fonction de ty, . 38 3 Montage dessai 42 4 Oscillogramme dquilibre de pont 50 5 Impulsions unipolaires et bipolaires 54 6 66 7 Caractristique dynamique illustrant la non-linarit intgrale . 68 8 Mesure de la rsistance
45、 interne ro 72 9 1 O Courbes de dcroissance exponentielle . 92 1 1 Montage pour la mesure de la non-linarit dun amplificateur seuil . 100 Bruit la sortie de lamplificateur en fonction du rglage du gain . Montage dessai pour la mesure de la non-linarit diffrentielle dun pramplificateur . 86 A.l a A.l
46、 b A.2 A.3 B.l B . 2 8.3 8.4 8.5 c.1 (2.2 E.l Pramplificateur de tension 104 Pramplificateur sensible la Charge . 104 Rponses la fonction chelon des circuits de mise en forme, chelle linaire 112 chelle semi-logarithmique . 11-4 Rponses la fonction chelon des circuits de mise en forme, Gnrateur dimpu
47、lsions long front de descente, avec un relais comme lment de commutation 116 Pont de capacit . 120 Montage dessai pour talonnage de C, . 120 Entre test dun pramplificateur 122 Pont de non-linarii avec amplificateur . 128 Influence de la compensation ple/zro sur la restitution du signal 132 Montage dessai pour la mesure du dplacement d Iattnuateur . 142 Amplificateur seuil de rfrence pour mesure de la non-linarit 152 Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=NASA Marshall Space Flight Cente
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