РАДИАЦИОННО-СТОЙКИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть; использована в качестве устройства усиления сигнала ионизационной камеры деления.
Наиболее близким к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является радиационно-стойкий дифференциальный усилитель, включающий блок согласования и блок усиления, который содержит транзистор (см. патент на изобретение RU 2475940 C1, H03F 3/34, опубл. 20.02.2013).
Недостатком известного усилителя является наличие в нем большого числа биполярных полупроводниковых транзисторов, которые обладают низкой радиационной стойкостью и выходят из строя при длительной работе в условиях повышенного радиационного излучения.
Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности дифференциального усилителя при длительной работе в условиях повышенного радиационного излучения.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение радиационной стойкости дифференциального усилителя.
Указанный технический результат достигается тем, что в радиационно-стойком дифференциальном усилителе сигнала ионизационной камеры деления, содержащем блок согласования и блок усиления, включающий транзистор, блок согласования содержит высокочастотный дифференциальный тороидальный трансформатор, выполненный из трех обмоток, причем первая и вторая обмотки выполнены идентичными из металла с высоким удельным электрическим сопротивлением, а транзистор блока усиления является полевым транзистором, при этом первая обмотка выполнена с возможностью подключения между высоковольтным электродом ионизационной камеры деления и источником питания ионизационной камеры деления, вторая обмотка выполнена с возможностью подключения между собирающим электродом ионизационной камеры деления и общей цепью, а третья обмотка соединена с затвором полевого транзистора, сток которого является выходом усилителя.
Тороидальный высокочастотный трансформатор обладает высокой радиационной стойкостью и при идентичных первой и второй обмотках обладает хорошей симметричностью индуктивностей, что позволяет снизить влияние синфазных помех от кабелей, идущих от ионизационной камеры деления. Кроме того, тороидальный трансформатор обладает минимальным полем рассеяния, что снижает воздействие внешних электромагнитных помех. При этом первая и вторая обмотки должны быть выполнены из металла с высоким удельным электрическим сопротивлением, чтобы входное сопротивление усилителя согласовывалось с волновым сопротивлением кабеля, идущего от ионизационной камеры к усилителю, без применения дополнительных элементов с низкой радиационной стойкостью. Радиационная стойкость полевых транзисторов (например, арсенид галлиевых полевых транзисторов Шоттки) по сравнению с биполярными транзисторами, используемыми в прототипе, довольно высокая. Таким образом, повышение радиационной стойкости усилителя обеспечивается всей совокупностью существенных признаков полезной модели.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, на которой схематично представлен радиационно-стойкий дифференциальный усилитель.
Радиационно-стойкий дифференциальный усилитель сигнала ионизационной камеры 1 деления содержит блок согласования и блок усиления. Блок согласования содержит высокочастотный дифференциальный тороидальный трансформатор 2, выполненный из трех обмоток, причем первая и вторая обмотки выполнены идентичными. Первая обмотка трансформатора 2 выполнена с возможностью подключения между высоковольтным электродом ионизационной камеры 1 деления и источника питания ионизационной камеры 1 деления. Вторая обмотка трансформатора 2 выполнена с возможностью подключения между собирающим электродом ионизационной камеры 1 деления и общей цепью. Блок усиления включает в себя полевой транзистор 3. Третья обмотка трансформатора 2 соединена с затвором полевого транзистора 3, сток которого является выходом усилителя. Первая и вторая обмотки трансформатора 2 выполнены из металла с высоким удельным электрическим сопротивлением (например, нихром).
Радиационно-стойкий дифференциальный усилитель работает следующим образом.
При ионизации газа в камере 1 деления возникает импульс тока в первой и второй обмотках трансформатора 2. За счет того, что первая и вторая обмотки выполнены из металла с высоким удельным электрическим сопротивлением, входное сопротивление дифференциального усилителя согласовано с волновым сопротивлением кабеля, идущего от ионизационной камеры 1 деления к усилителю, и, следовательно, не требуется применение дополнительных согласующих элементов с низкой, радиационной стойкостью. При этом, поскольку, первая и вторая обмотки выполнены идентичными, подавляются синфазные помехи. Также идентичность первой и второй обмоток обеспечивает сложение их магнитных потоков, благодаря чему возникает импульс напряжения на третьей обмотке трансформатора 2, подключенной к затвору полевого транзистора 3. В результате на стоке полевого транзистора 3 возникает усиленный импульс.