Источники высокого напряжения для ФЭУ

К источникам высокого напряжения применяемым для питания фотоэлектронных умножителей предъявляются особые требования, принципиальным из которых является стабильность выходного напряжения составляющая от 0,1 от 0,01% (прибора спектрометрии), также учитывая, что источник будет работать в составе чувствительных радиометрических комплексов, к высоковольтным источникам предъявляются жесткие требования по величине кондуктивных и индуктивных помех.

Высоковольтный источник питания обеспечивает формирование напряжение анодного питания ФЭУ, величина которого устанавливается по командам, поступающим от блока управления.

Высоковольтный источник питания ФЭУ обеспечивает формирование высоковольтного напряжения в диапазоне от 0 до 2000 Вольт при максимальном токе в нагрузке до 10 мА.

Уровень выходного напряжения устанавливается путем записи 12-разрядного кода во внутренние регистры задающего ЦАП. На выходе ЦАП устанавливается напряжение, которое поступает на усилитель сигнала ошибки рассогласования.

На второй вход усилителя сигнала ошибки поступает сигнал, пропорциональный величине напряжения на выходе высоковольтного источника питания. Этот сигнал снимается с высоковольтного резистивного делителя напряжения, буферизированного повторителем на ОУ, так, что при изменении выходного напряжения источника от 0 до 2000 Вольт, сигнал, снимаемый с делителя, изменяется в диапазоне от 0 до 2 Вольт.

Усилитель сигнала ошибки выделяет дифференциальный сигнал рассогласования и формирует сигнал управления для управляемого генератора с тем, чтобы свести к минимуму величину сигнала рассогласования. Усилитель собран по схеме дифференциального усилителя с разорванной петлей ООС по постоянному току, чем обеспечивается максимальное усиление сигнала ошибки рассогласования. Частотная коррекция времени реакции осуществляется емкостью в цепи ООС.

В состав управляемого генератора высоковольтного преобразователя входит:

задающий генератор;

широтно-импульсный модулятор;

импульсный фазовращатель.

Задающий генератор формирует тактовые острые импульсы частотой 18−20 кГц. Тактовые импульсы поступают на широтно-импульсный модулятор обеспечивают формирование импульсов с частотой следования, определяемой задающим генератором, и длительностью, определяемой величиной постоянного напряжения управления, поступающего с усилителя ошибки рассогласования. Так, при напряжении управления порядка 0 Вольт, ширина импульсов минимальна (вплоть до отсутствия импульсов), а при повышении напряжения управления, ширина импульсов увеличивается. Таким образом, изменением величины напряжения управления обеспечивается изменение скважности импульсов в широких пределах.

Важно отметить, что при максимальном значении напряжения управления, импульсы имеют «зазор» для предотвращения возникновения сквозных токов в ключевом усилителе мощности.

Импульсный фазовращатель формирует парафазный сигнал, необходимый для функционирования двухтактного ключевого усилителя мощности. Ключевой усилитель мощности обеспечивает усиление импульсов и формирование импульсов высокого напряжения, поступающих на высоковольтный выпрямитель и емкостной фильтр высокого напряжения. Ключевой усилитель собран по двухтактной схеме, обладающей низким уровнем импульсных и электромагнитных помех, что особо важно с учетом близкого расположения высокочувствительных каскадов усиления фототока ФЭУ. Полученное высокое напряжение поступает на ФЭУ и делитель напряжения динодов, конструктивно расположенный внутри темновой камеры в непосредственной близости от ФЭУ.

Рис. 2.6.1 Источник высокого напряжения для ФЭУ