DODATEK F 1 SUBUKLADY SYSTEMU AUTOREGULACJI

DODATEK F
SUBUKLADY SYSTEMU AUTOREGULACJI STABILIZATORA
SPEKTROMETRU
Przyjety system stabilizacji spektrometru dokonuje – z zalozenia – korekcji global-nego
wzmocnienia toru pomiarowego w pierwszym bloku funkcjonalnym spektrometru
(w liczniku scyntylacyjnym) poprzez regulacje napiecia zasilajacego fotopowielacz. W tym
celu niezbedne jest napieciowo sterowane zródlo wysokiego napiecia. Konwencjonalne
zasilacze tego typu wyposazone sa niemal wylacznie w organa recznej regulacji napiecia
(przelaczniki, potencjometry). Zachodzi zatem potrzeba ich odpowiedniej adaptacji.
W stosunkowo prosty sposób mozna jej dokonac w ukladzie zasilacza ZWN-21, doprowadzajac napiecie sterujace (autoregulacji) na wejscie sumujace wzmacniacza operacyjnego
w ukladzie formowania napiecia odniesienia zasilacza. Sposób ten ilustruje rysunek F1, na
którym przedstawiono odnosny fragment schematu zasilacza ZWN-21. Jak latwo zauwazyc
dzialania adaptacyjne sprowadzaja sie do wmontowania do ukladu rezystora (RD) oraz
zamocowania na plycie czolowej zasilacza dodatkowego gniazda (oznaczonego symbolem
STER). Tak zmodyfikowany zasilacz zastosowano w stanowiacym przedmiot cwiczenia
stabilizatorze spektrometru.
200k
47k
ZWN-21
400
1k5
+6V
RD
MAA-501
2xBAY95
5k3
10k
10µ
20k
25k
210
-24V
BLOK NAPIECIA ODNIESIENIA
1k5
?814E
+24V
Rys. F1. Schemat bloku formowania napiecia odniesienia zasilacza stabilizowanego WN
Kolejny rysunek (rys. F2) przedstawia pelny (wraz z obwodami parametrycznych
stabilizatorów napiecia zasilania) schemat ideowy integratora róznicowego pelniacego
w ukladzie stabilizatora funkcje zródla napiecia sterujacego. Dodajmy, ze wartosc oraz
polarnosc tego napiecia jest okreslona funkcja stopnia i kierunku destabilizacji systemu.
Róznicowy pomiar szybkosci zliczen zrealizowano w prostej konfiguracji dwu identycznych
integratorów liniowych z pompami diodowymi i indywidualnymi stopniami standaryzujacymi
(uniwibratorami 74121) zapietych na róznoimienne wejscia wzmacniacza operacyjnego
(µA741). W obu torach przyjeto tylko jeden zakres pomiarowy ustalony wartosciami
pojemnosci dozujacych pomp diodowych (Cd = 1 nF) oraz elementów biernych
uniwibratorów determinujacych szerokosc generowanego impulsu standardowego. Podobnie
tez w obu torach przyjeto taka sama wartosc stalej czasowej integracji dobrana stosownie do
natezenia promieniowania zastosowanego w cwiczeniu referencyjnego zródla promieniowania.
1
SUBUKLADY SYSTEMU AUTOREGULACJI STABILIZATORA SPEKTROMETRU
74121
WE-II
1n
5
6
4
10
3
1k
14
1M
+ 15 V
510
11
7
100k
22µ
3k3
1M
8
-
-
74121
WE-I
1k
5
6
4
10
3
11
7 14
+
100k
510
1M
22µ
1M
3k3
910
C15V
1k
10k
1k
47n
0.3µ
-15 V
+5V
-24V
6
5
1
1n
WY
4
741
3
+5V
7
+24V 910
-15V
+15V
C15V
0,3µ
+15V
0,3µ
µA209
0.3µ
+5V
0.3µ
Rys. F2. Schemat integratora róznicowego (z przynaleznymi stabilizatorami)
Dla uzyskania pozadanego celu autoregulacji dyskryminatory róznicowe KANALU
DOLNEGO (X) i GÓRNEGO (Y) nalezy polaczyc odpowiednio z wejsciem WE-I i wejsciem
WE-II INTEGRATORA RÓZNICOWEGO. Takie polaczenie realizuje stanowiaca podstawe
dzialania stabilizatora zasade ujemnego sprzezenia zwrotnego. Zauwazmy bowiem dla
przykladu, ze spowodowany czynnikami destabilizujacymi wzrost wzmocnienia toru spektrometrycznego przesuwa w skali napieciowej – jak to ukazano na rysunku F3 − polozenie
„piku” wzgledem jego polozenia nominalnego, obnizajac czestosc zliczen w kanale dolnym w
daleko wiekszym stopniu niz w górnym. Naruszenie równosci szybkosci zliczen w obu
kanalach daje w wyniku sygnal korekcyjny powodujacy odpowiednie zmniejszenie napiecia
wyjsciowego zasilacza ZWN-21 zasilajacego fotopowielacz, a w konsekwencji odpowiednia
redukcje wzmocnienia globalnego.
VpR
Vp0
POLOZENIE PIERWOTNE
PIK PRZESUNIETY
NA NB
KANALY:
A
B
Rys. F3. Ilustracja sposobu formowania sygnalu korekcyjnego
Oznaczenia odnosnych wejsc integratora róznicowego uwidoczniono na rysunku F4
przedstawiajacym rozmieszczenie gniazd na plycie czolowej wkladki STANDARD, w której zmontowano ten uklad.
2
SUBUKLADY SYSTEMU AUTOREGULACJI STABILIZATORA SPEKTROMETRU
INTEGRATOR RÓZNICOWY.
WY
WE II
WE I
Rys. F4. Plyta czolowa integratora róznicowego
Wlasnosci zespolu IR-ZWN (integrator róznicowy − zasilacz wysokiego napiecia)
ilustruje rysunek F5 przedstawiajacy zaleznosc napiecia wyjsciowego zasilacza V WN od
róznicy czestotliwosci impulsów w obu kanalach stabilizatora piku (∆<f> = <fG>-<f D>)
808
VWN
[V]
804
806.3
803.4
800.6
800.1
800
801.2
797.7
796
794.2
RD=200k
792
-100
-50
0.0
50
100 ∆<f>
[Hz]
Rys. F5. Charakterystyka ukladu regulacji WN
Literatura
[1] Instrukcja obslugi: Zasilacz Wysokiego Napiecia ZWN 21. Warszawa, ZZUJ POLON,
Zaklad Aparatury Elektronicznej 1973
[2] Korbel K.: Elektronika jadrowa. Cz. III. Uklady i systemy elektroniki jadrowej. Kraków, Wyd. AGH 1987
3