Carga de medición, ganancia del amplificador y respuesta del detector
Introducido| English | Significado |
|---|---|
| dead time/ded taɪm/ | tiempo muerto |
| input impedance/ˈɪnpʊt ɪmˈpiːdəns/ | impedancia de entrada |
Una decisión antes de una respuesta
- Un voltímetro altera el circuito que mide; la lectura es una salida divisor de tensión, no el voltaje de circuito abierto.
- Su objetivo: Calcular la carga de medición por impedancias finitas del medidor y la fuente.
Modelar la medición
- Modelice el circuito medido como una fuente de Thevenin V_th con resistencia R_th y el instrumento como resistencia de entrada R_m. La lectura es V_th·R_m/(R_m+R_th), con el mismo signo que V_th y magnitud no mayor que |V_th| para resistencias positivas.
- Una fuente de 10 V con R_th=100 kΩ leída por un medidor de 1 MΩ da 10×(1/1.1)=9.09 V, un sesgo bajo de 9%. Una sonda osciloscópica de 10× eleva la resistencia de entrada efectiva y divide la señal por diez; citar ambos efectos.
A 12 V source with internal resistance 200 kΩ is measured by a voltmeter with input resistance 1 MΩ. The meter reads:
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Divider: 12×(1.0/1.2)=10.0 V; the finite meter loads the source.
Establecer ganancia y frecuencia de corte
- Un amplificador operacional ideal no inversor tiene ganancia 1+R2/R1; el inversor tiene −R2/R1, con el signo explícito.
- Un filtro paso bajo RC de primer orden tiene f_c=1/(2πRC); su razón de amplitud es 1/sqrt(1+(f/f_c)²) y su fase es −arctan(f/f_c). En f=f_c la amplitud es 1/√2 (el punto de −3 dB), no la mitad. Para R=1 kΩ y C=100 nF, f_c≈1.59 kHz.
A first-order RC low-pass driven exactly at its cutoff frequency passes an amplitude fraction of:
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1/sqrt(1+(f/f_c)²)=1/√2 at f=f_c, the −3 dB point.
Evaluar el detector
- La eficiencia ε del detector es eventos detectados divididos por incidentes; la resolución energética se cita como FWHM/E, como 13.2 keV en una línea de 662 keV, aproximadamente 2%.
- Un detector no paralizable con tiempo muerto τ registra m=n/(1+nτ) a partir de la tasa real n; al invertir, se obtiene n=m/(1−mτ), lo cual falla cuando mτ→1. Indique qué modelo de tiempo muerto asume; el comportamiento paralizable difiere.
Una fuente de 12 V con 200 kΩ de resistencia interna leída por un medidor de 1 MΩ muestra 12×(1/1.2)=10.0 V. Un filtro RC con f_c=1 kHz conducido a 2 kHz pasa una amplitud de 1/√5≈0.447. Un contador con τ=10 μs a tasa real de 10⁴ /s registra 9091 /s; un registro de 8000 /s con τ=20 μs implica n=8000/(1−0.16)≈9524 /s.
An ideal non-inverting op-amp stage with R1=1 kΩ and R2=9 kΩ has gain ____.
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1+R2/R1=1+9=10.
Calibrar con sus límites
- Una calibración lineal contra patrones conocidos puede corregir el error de desplazamiento y de escala; no elimina el ruido ni garantiza la corrección de la no linealidad. Una curva de calibración mapea valores indicados a valores verdaderos; la interpolación entre puntos asume suavidad local.
- Informe la resolución y la eficiencia por separado: picos afilados con baja eficiencia aún omiten eventos, y alta eficiencia con baja resolución mezcla líneas cercanas.
Tratar la corteza 1/√2 como media unidad, ignorando que un medidor finito lee bajo a través del divisor, o aplicar la corrección no paralizable más allá de su rango.
¿Qué respuesta se ajusta a este caso?
Calcular la carga de medición a partir de impedancias finitas de medidor y fuente
Increasing a detector dead time increases the recorded count rate at fixed true rate.
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Dead time removes events: m=n/(1+nτ) falls as τ grows.
Mantener las distinciones
- tiempo muerto — El intervalo mínimo después de un evento registrado durante el cual el detector no puede registrar otro.
- impedancia de entrada — La carga efectiva que presenta un instrumento de medición al circuito bajo prueba.
- Calcule la carga de medición a partir de impedancias finitas del medidor y la fuente.
- Determine la ganancia simple del amplificador y la respuesta de primer orden del filtro.
- Interprete la eficiencia del detector, la resolución, el tiempo muerto y el sesgo de calibración.
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The order follows the stated process; check each stage before the next.