实验二__电荷灵敏放大器
电荷放大器原理
电荷放大器原理
电荷放大器是一种用于放大微弱电荷信号的电子器件。
它可以将输入电荷信号放大到较大幅度，以便更容易进行信号检测和测量。
电荷放大器的原理基于电荷的守恒定律和放大电路的设计。
电荷放大器通常由输入电容、放大器、输出电容和反馈电阻组成。
当微弱电荷信号进入输入电容时，输入电容会将电荷积累起来。
然后，电荷通过放大器进行放大，放大器可以是电势跟随器、共源放大器或共栅放大器等不同类型的放大器。
放大器会增大电荷信号的幅度，并将其传递到输出电容。
输出电容会将放大后的电荷重新聚集起来，形成放大后的电荷信号。
为了实现更好的放大效果，电荷放大器通常会使用反馈电阻。
反馈电阻将一部分输出电荷反馈到放大器的输入端，从而实现反馈放大。
反馈可以增加放大器的整体增益，并且还可以提高电荷放大器的稳定性和线性性能。
电荷放大器具有许多应用，在科学实验、电子测量、仪器仪表和传感器等领域都有广泛的应用。
通过放大微弱电荷信号，电荷放大器能够增强信号的灵敏度和可测量性，从而帮助我们更好地理解和探测微弱电荷现象。
电荷灵敏前置放大器
【实验目的】1.研究电荷灵敏前置放大器的放大特性；2.学习测试变换增益、噪声和噪声斜率的方法；3.了解电荷灵敏前置放大器外壳屏蔽的重要性。
【实验仪器】我们以FH1047型电荷灵敏前置放大器为实验对象，现将其有关问题做一介绍：1．框图、线路图：（1）框图：（2）线路图（供参考）【实验内容】1．测电荷灵敏前置放大器变换增益A 和衰减时间常数。
（1）测试原理：实验线路如下图所示：在前放的检验端输入幅度为V i （带负载情况下的幅度）的负阶跃脉冲，则输入电荷Q i＝i C V C 。
输入电流则近似为冲击电流Q i δ（t ）。
测出输出幅度V o ，则变换增益为：o o c i c iV VA Q C V == 测量输出信号下降时间常数即为前放输出脉冲衰减时间常数。
本前放pf 1C ,pf 1C ,10R c f 9f ==Ω=，最大输出幅度2V 。
将信号发生器输出幅度调为约为2V （2）理论思考：① 检验内容（测试电容）c C 的作用是什么？其值影响前放的c A 吗？对一定的i V 、o V 受c C 的影响吗？将输入的电压信号转变为电流冲击信号，不影响前放的c A ，有影响 例如：若pf 5.0C c =和2pf 时，想V o 接近额定值2V ，V i 各该选多大？pf 5.0C c =，V i =4V ；2pf ，V i =1 V② V i 的极性、幅度、脉宽及周期的上、下限应如何考虑？ 极性：负极性a. 若V i 如下图，V o 该如何？b.若V i 如下图，V o 又该如何？答：这两个图的差别主要是输出信号是否能在一个水平端完成衰减，因为我们要测量时间常数，所以选择a ，让输出信号有足够的时间稳定下来。
为方便f f f C R =τ= 1ms 的测试，你选上述a 、b 中的哪种V i ？【a 】 （思考：对指数衰减信号)(t V o 可用公式表示为：τtM o eV t V -=)(那么经过τ=t 时间，M MtM o V eV eV t V 37.0)(≈==-τ，可否利用此结果来测出τ？ 答：可以，用示波器的幅度和时间测量可以完成该测量。
电荷灵敏前置放大器噪声系数测量实验报告
电荷灵敏前置放⼤器噪声系数测量实验报告电荷灵敏前置放⼤器噪声系数测量实验报告班级：姓名：学号：⼀、实验⽬的1、研究电荷灵敏前置放⼤器不同功率谱的噪声成分及其特性；2、通过实验数据定量分析成形时间对等效噪声电荷（ENC）的影响，从⽽分离出各个噪声成分；3、加深对电荷灵敏前置放⼤器噪声ENC的理解，同时熟练掌握电荷灵敏前放的噪声测试⽅法以及主放和多道分析仪等常⽤核仪器的使⽤。
⼆、实验原理核辐射测量中，探测器输出的信号往往较⼩，需要加以放⼤再进⾏测量。
其中放⼤器⼜分为前置放⼤器与主放⼤器两部分。
前置放⼤器的主要作⽤有两点：1、提⾼系统性噪⽐；2、减⼩信号经电缆传送时外界⼲扰的影响。
探测器将粒⼦的信息转化成电流或电压信号后直接传⼊紧跟其后的前置放⼤器。
经前置放⼤器放⼤、成型后传输到线性放⼤器，经后续的电路处理得到粒⼦的电荷、能量、速度、时间等信息。
前置放⼤器紧跟探测器，⼀般直与和探测器做成⼀体，这样有利于提⾼信噪⽐，信号经前放放⼤，抗⼲扰能⼒增强，以⽅便较远距离的传输。
在能谱和时间测量系统中，前置放⼤器按输出信号所保留的信息特点，⼤致可以分为两类。
⼀类是积分型放⼤器，包括电压灵敏前置放⼤器和电荷灵敏前置放⼤器，它有输出信号幅度正⽐于输⼊电流对时间的积分，即输出信号的幅度和探测器输出的总电荷量成正⽐。
另⼀类是电流型放⼤器，亦即电流灵敏前置放⼤器，它的输出信号波形应与探测输出电流信号的波形保持⼀致。
前置放⼤器有多种，总的来说可以分为积分型放⼤器（包括电压灵敏前置放⼤器和电荷灵敏前置放⼤器）和电流型放⼤器（主要是电流灵敏前置放⼤器）。
电荷灵敏前置放⼤器原理图如下：图1 电荷灵敏前置放⼤器原理图由于前置放⼤器的噪声将经过主放⼤器的放⼤输出，所以其对最后信号的信噪⽐影响很⼤，本实验就是要测定前置放⼤器的噪声系数。
前置放⼤器的噪声主要包括沟道热噪声、输⼊端串联电阻噪声、晶体管沟道1/f噪声、探测器漏电流散粒噪声、反馈电阻噪声、前放输⼊晶体管漏电流散粒噪声等。
电荷放大器灵敏度计算公式
电荷放大器灵敏度计算公式电荷放大器是一种用于放大电荷信号的电路，它可以将微弱的电荷信号转换为电压信号，从而方便测量和处理。
在实际应用中，我们经常需要计算电荷放大器的灵敏度，以评估其对输入信号的响应程度。
本文将介绍电荷放大器的灵敏度计算公式及其应用。
电荷放大器的灵敏度是指输出电压与输入电荷之间的比值关系。
一般来说，灵敏度越高，表示电荷放大器对输入电荷的响应越敏感。
根据电荷放大器的工作原理，我们可以得到如下的灵敏度计算公式：灵敏度 = 输出电压 / 输入电荷在实际应用中，我们常常使用单位电荷灵敏度来评估电荷放大器的性能。
单位电荷灵敏度是指输入电荷为1库伦时，输出电压的大小。
根据上述公式，单位电荷灵敏度可以表示为：单位电荷灵敏度 = 输出电压 / 1库伦需要注意的是，由于电荷放大器的输出电压是连续变化的，因此在实际计算中，我们通常使用微分形式的灵敏度公式：灵敏度 = dV / dQ其中，dV表示输出电压的微小变化量，dQ表示输入电荷的微小变化量。
在实际应用中，我们可以通过实验或仿真来测量电荷放大器的灵敏度。
首先，我们需要将已知大小的电荷输入到电荷放大器中，然后测量输出电压的变化。
根据测量结果，可以计算出电荷放大器的灵敏度。
除了实验测量，我们还可以通过理论推导来计算电荷放大器的灵敏度。
对于常见的电荷放大器电路，如电容耦合电荷放大器和场效应管电荷放大器，可以根据电路的特性和公式，推导出灵敏度的计算公式。
这样的计算方法可以更好地理解电荷放大器的工作原理，并为电路设计和优化提供指导。
在实际应用中，我们常常需要根据具体的要求来选择合适的电荷放大器。
灵敏度是一个重要的指标，可以帮助我们评估电荷放大器的性能。
一般来说，对于需要放大微弱电荷信号的应用，我们希望电荷放大器的灵敏度越高越好，以确保对输入信号的准确测量和处理。
电荷放大器的灵敏度计算公式可以帮助我们评估电荷放大器的性能。
通过实验测量或理论推导，我们可以得到电荷放大器的灵敏度，并根据需求选择合适的电荷放大器。
实验二电荷灵敏放大器
实验⼆电荷灵敏放⼤器实验⼆电荷灵敏放⼤器⼀、实验⽬的1、进⼀步掌握电荷灵敏放⼤器的电路结构的特点和⼯作原理。
2、学习电荷灵敏放⼤器性能指标的测试⽅法。
3、掌握电荷灵敏放⼤器的特点和⽤途。
⼆、实验内容1、静态⼯作点测试；2、上升时间测量；3、电荷灵敏度测量；4、⾮线性测量；5、噪声特性测量。
三、实验原理当给半导体探测器加上反偏压后，如果有射线照射，则在探测器的灵敏区内产⽣电⼦-空⽳对，其数⽬与射线粒⼦在灵敏区内损失的能量E 成正⽐。
这些电⼦-空⽳对被探测器结电容d C 收集，形成电压脉冲，其幅度为：dC Q U =，这⾥Q是收集到的电荷量。
图2-1 电荷灵敏放⼤器原理图由于半导体探测器的结电容d C 随外界温度和外界偏压⽽改变，使得输出信号的幅度不稳定，给能谱测量带来很⼤困难。
为解决此问题，需要使⽤电荷灵敏放⼤器。
电荷灵敏放⼤器原理如图2-1所⽰。
其中d C 是半导体探测器的结电容，r C 是放⼤器的输⼊电容和分布电容之和。
f C 为反馈电容。
如将反馈回路的电容等效到输⼊端，则输⼊端的总电容为()fr d CA C C 01+++。
当半导体探测器输出电荷Q 时，在放⼤器输⼊端形成的信号电压为()fr d sr CA C C QU 01+++=如果满⾜条件10>>A ，()r d f C C C A +>>+01，则 fsr CA Q U 0≈放⼤器的输出信号幅度为 fsr sc CQ U A U -=?-=0由此可见，只要满⾜上述条件，电荷灵敏放⼤器的输出信号幅度就仅与探测器输出的电荷Q 成正⽐，⽽与探测器的结电容d C 和放⼤器的输⼊电容r C ⽆关。
输⼊单位电荷所产⽣的输出电压值为fsc CU 1-=fC1-称为电荷灵敏度。
由式可见，要提⾼电荷灵敏度，应选择较⼩的f C 值。
本实验所⽤FH1047A 电荷灵敏放⼤器，其电路原理如图2-2。
其中，1T 采⽤结型场效应管3DJ7G ，它具有极⼩的栅流，很⾼的输⼊电阻，很⼩的输⼊电容，这是获得低的噪声所必需的。
用于APD激光探测的电荷灵敏前置放大器设计
万方数据万方数据激光与红外Ｎｏ．１２０１１徐伟等用于ＡＰＤ激光探测的电荷灵敏前置放大器设计２９对转换后的电压信号进行放大。
与电流灵敏前置放大器不同的是，它无法保留输入电流信号的形状特征。
反馈电阻Ｒ，起释放电荷的作用，释放时间满足公式：ｆ＝Ｒ卢，。
尺，太小会增加噪声，太大无法按时释放电荷。
只要使得释放时间小于激光脉冲周期即可，一般取值几十到几百兆欧姆量级。
整个电荷前置放大器的增益可以表示为：Ａ＝ｇ。
尺ｄ・Ｇ（４）式中，ｇ。
是ＪＦＥＴ的跨导；Ｒｄ是漏极电阻；Ｇ是运放的开环增益。
图３电荷灵敏前置放大器放大器输出电压可以表示为：一¨ｉ。
＝罟（忐）（５）式中，ｃｉ包括ＡＰＤ结电容、放大器的输入电容和引线分布电容。
由于放大器的增益Ａ》１＋ｃ／ｃｓ，所以式（５）可以简化为：ｐ矽ｗｔ２玄（６）由式（６）可以看出，输出电压仅仅决定于ｃｚ与Ｑ的大小，只要ｃｆ值稳定，输出电压与输入的电荷信号成正比关系。
放大器输出电压不受ＡＰＤ结电容，运放输入电容、运放增益等参数的影响，稳定性更高。
激光脉冲持续时间极短，可以近似为冲激响应。
对于单个脉冲，ＡＰＤ在某一时间内产生的电荷量可以表示为：ｌＱ＝Ｉｉ，ｄ。
，０≤￡≤ｔ。
，０≤ｉ。
≤ｉｅ（７）ｂ式中，ｉ。
是激光脉冲在时刻ｔ时的电流值；ｔ。
是激光脉冲的持续时问；ｉ。
为激光脉冲的电流峰值。
由式（７）可以看出，电荷量的积累时间，即输出电压的上升时间与激光脉冲的持续时间相一致。
当ｔ＝ｔ。
时，Ｑ达到峰值，即输出电压ｐ。
达到峰值。
假设激光脉冲宽度ｔ。
为５０ｎｓ，反馈电容ｃｆ为１ｐＦ，对于大小为５ｎＡ的暗电流，被积分后对应的误差电压最大值仅为０．２５ｍＶ。
４实验测试实验中采用重复频率１０ｋＨｚ，脉宽３１．２５ｎｓ，波长９０５ｎｍ的激光束作为探测目标，硅传感器公司ＡＤ５００—９型号的ＡＰＤ作为探测元件。
整个实验在室温下进行，没有对ＡＰＤ进行低温处理。
图４是电荷前置放大器的输出脉冲波形。
输出信号电压峰值７０ｍＶ，衰减时间１４０Ｉｘｓ。
硅光电二极管与电荷灵敏前置放大器在中微子实验中的设计应用研究
硅 光 电 二 极 管 与 电 荷 灵 敏 前 置 放 大 器 在 中 微 子 实 验 中 的 设 计 应 用 研 究
张 志 勇 刘 正 山 ， ， 程 昶 李 ，
（中 国辐 射 防 护 研 究 院 ， 西 太 原 山 北京 ９８ 箱 １信
金 刘 延 石 峰 王 子 敬。 ， ， ，
用 来 测 量 Ｃ ｌＴ１ 受 照 射 后 释 出光 子 ， 以 ， ｓ（ ） 所 对
收 稿 日 期 ：０ １ ０ — Ｉ ２ ０ — ５２
作者 简 介 ： 志勇 （ ９ ７ ） 男 ， 张 １ ５ 一 ， 山东 阳 谷 人 ，中 国辐 射 防护 研 究 院 副研 究 员 ， 主要 从 事 棱 电子 学 棱 辐射 监 测 、 仪 器研 制 等方 面 的工 作 。 探 测 器 第 五 届专 棱 校 业 委 员 会委 员 。
０ 引 言
在 近 十年 中 ， 硅 光 电二 扳 管 和前 置 放大 将
为 实 验 对 象 用 来 研 究 中 微 子 的作 用 影 响 。 为 作 长 期 目标 将 扩展 到 对太 阳 中 微 子 的 实 验 研 究 。 在 台 湾 中 微 子 实 验 前 期 工 作 中 ， Ｓ Ｄ 以 Ｐ
质 的光 子 。 基 于 上 述 设 计 考 虑 ， 何 利 用 Ｓ Ｄ有 效 地 如 Ｐ
研 院 物 理 所 组 织 开 展 ， 有 我 们 几 个 单 位 和 美 并 国 马 里 兰 大 学 参 与 协 作 的 科 研 项 目。 项 目于 该 １ ９ 年 开 始 ， 期 目标 是 研 究 设 计 可 行 的 中 鞭 ９７ 前 子 检 测 设 备 和 手 段 ， 制 作 一 个 ５ Ｏ ｇ的 ｃ 并 Ｏｋ Ｓ （ ）晶 体 量 热 计 。 台 湾 的 ２ 核 电 站 反 应 堆 ＴＩ 以 号
新型低噪声电荷灵敏前置放大器设计
第40卷第2期 2020年3月核电子学与探测技术Nuclear Electronics Detection TechnologyVol. 40 No. 2Mar. 2020新型低噪声电荷灵敏前置放大器设计熊思，高超嵩％黄光明，孙向明(华中师范大学物理科学与技术学院夸克与轻子物理教育部重点实验室，武汉430079)摘要：为满足T o p m etal-S芯片研制需求，设计了一种低噪声电荷灵敏前置放大器。
该电荷灵敏前置放大器在0. 35 p m商业标准工艺上完成设计,采用单端折叠共源共栅结构，其等效输人电荷噪声约为56.47 e_，电荷转换增益为223.40 m V/fC，上升时间为633.30 n s;开环增益为74.94 dB,线性度在3. 70%以内的输入电荷范围为0~6. 50 fC。
关键词：电荷灵敏前置放大器；低噪声；T opm etal-S;等效电荷噪声中图分类号：T L821 文献标志码：A文章编号：0258 — 0934(2020)2 — 0353 — 06寻找无中微子双卩衰变是近年来核物理与 粒子物理领域的研究热点之一，通过能谱测量 和径迹重建，能够提高对本底事件的抑制能力，进而提高对无中微子双P衰变确认的准确度。
以高压气体为媒介的时间投影室（TPC)配合低 噪声的电荷读出方法是最有潜力同时实现能谱 测量和径迹重建的探测器[1]。
传统的高压气体 T P C采用电致发光技术，能够获得优越的能量分辨率，但在电荷径迹和探测器规模扩展方面存在局限性，替代方案是微网格气体探测器，但 其涉及气体雪崩增益会严重降低探测器的能量 分辨率，因此，理想的方案是无气体雪崩放大的 像素电荷读出方法。
华中师范大学硅像素实验 *收稿日期：2019—12—17基金项目：国家自然科学基金青年项目（11805080)、国 家重点研发计划项目（2016Y FE0100900)资助。
作者简介：熊思（1996—），女，江西九江人，在读硕士生，攻读方向为模拟1C设计研究。
CR-110电荷灵敏前置放大器
CR-110电荷灵敏前置放大器Cremat公司的CR-110是一个单通道电荷灵敏前置放大器模块，它被广泛用于多种辐射探测器。
例如：半导体探测器，雪崩光电二极管和各种气体探测器。
在Cremat公司的众多前置放大器模块中，CR-110的体积是挺小巧的（模块面积小于一平方英寸），这样就允许用模块化的设计制作一个紧凑型多通道探测系统。
本课题是以CR-110电荷灵敏前置放大器模块为核心，制作一个能够正常使用的电荷灵敏前置大器。
制作过程包括电路板设计，铝盒加工，线路连接和波形调试。
此课题虽然没有很大的难度。
但是整个过程非常偏重于实践，比如铝盒加工打孔，线路焊接等操作都很考验实验者的动手能力。
制作过程中，也能自然而然了解到电路板的设计，测试板各个连线的作用。
非常有助于我们了解电荷灵敏前置放大器的工作原理。
再结合以前学的课本上的知识，更能温故知新。
我们作核辐射测量时，一般采用电子学方法，应该对探测器输出的信号进行处理，包括对获取的信号进行放大，成形，甄别，变换分析，记录等等。
因探测器输出信号小，一般都要先通过放大器放大才能测量。
所以信号放大是核电子学信号处理一个必要部分。
实际测量中，探测器附近必然有一定辐射剂量。
工作人员测量时必须远离辐射现场。
我们一般把放大器分成前置放大器和主放大器，这样做是为了减少放大器输入端和探测器输出端之间的分布电容的影响，也可以弱化外界干扰，有效的提高信噪比，使信号用的高频电缆的阻抗相应匹配，。
前置放大器也称作为预放大器，体积小，靠近探测器，其输入端与探测器输出配合，有些前放甚至和探测器组成一个模块，我们称之为“探头”，输出的信号再经高频电缆和主放大器连接。
前置放大器参数很少在测量过程中变动，一般由主放大器作放大倍数和成型时间常数的调节。
第二章前置放大器2.1前置放大器的作用和特点前置放大器的作用和特点可以从下面几个方面说明：（1）提高系统信噪比核辐射探测器一般贴近辐射源.所以探测器往往在强辐射场，狭小空间，恶劣环境或工作人员不宜在现场，也不适合用大体积的仪器。
3.9压电式加速度传感器--电荷放大器
压电式加速度传感器--电荷放大器压电式加速度传感器由于压电片上承受的压力为F=ma ，则在压电片的工作表面上产生的电荷q a 与被测振动的加速度a 的关系为：即q a = S q a比例系数S q 就是压电式加速度传感器的电荷灵敏度，量纲是[PC / ms - 2 ]或[PC / g]。
由于晶体的压电效应，在振动测量中，电极面所产生的电荷为q a = d 11 F 1电荷放大器是一种输出电压与输入电荷量成正比的前置放大器。
由传感器、电缆和电荷放大器组成的等效电路如图所示。
C F为反馈电容，K为放大倍数。
工作原理：忽略R a 和R i 的影响。
)(1u u C q i F F -=()FF i C q u u =-1或（a ）电荷放大器的输入电压是电容C 两端的电位差。
C q q u F a i -=（b ）由电压负反馈电路 u 1=－Ku i （c ）由(a)、(b)、(c)式可得：Fa i C K C q u )1(++=（d ） 所以： Fa C K C Kq u )1(1++-= 因为K >>1，因此，一般情况下，（1+K ）C F >>C ，则有 Fa C q u ≈1F a C q u 1结论：电荷放大器的输出电压与加速度传感器发出的电荷成正比， 与反馈电容C F 成反比，而且受电缆电容的影响很小。
K u 1 u s SC F R F 为使运算放大器工作稳定，一般在反馈电容上跨接一个电阻。
从而组成高通滤波器，选择不同的R F 值，可得不同低截止频率的高通滤波器。
特点：此测量线路(适配器)将电荷信号变换为电信号，输出为电压的变化。
电荷放大器的电路框图如图示特点：由高通、低通滤波器，微积分放大器组成电荷放大器(设备)。
几个主要功能： （1）电路上设置一组负反馈电容C F ，改变C F 值，可以获得不同的放大倍数。
（2）电路上设置有低通及高通滤波器，可以抑制高频噪声信号 及低频晃动信号。
电荷灵敏前置放大器
【实验目的】1.研究电荷灵敏前置放大器的放大特性；2.学习测试变换增益、噪声和噪声斜率的方法；3.了解电荷灵敏前置放大器外壳屏蔽的重要性。
【实验仪器】我们以FH1047型电荷灵敏前置放大器为实验对象，现将其有关问题做一介绍：1．框图、线路图：（1）框图：（2）线路图（供参考）【实验内容】1．测电荷灵敏前置放大器变换增益A 和衰减时间常数。
（1）测试原理：实验线路如下图所示：在前放的检验端输入幅度为V i （带负载情况下的幅度）的负阶跃脉冲，则输入电荷Q i＝i C V C 。
输入电流则近似为冲击电流Q i δ（t ）。
测出输出幅度V o ，则变换增益为：o o c i c iV VA Q C V == 测量输出信号下降时间常数即为前放输出脉冲衰减时间常数。
本前放pf 1C ,pf 1C ,10R c f 9f ==Ω=，最大输出幅度2V 。
将信号发生器输出幅度调为约为2V （2）理论思考：① 检验内容（测试电容）c C 的作用是什么？其值影响前放的c A 吗？对一定的i V 、o V 受c C 的影响吗？将输入的电压信号转变为电流冲击信号，不影响前放的c A ，有影响 例如：若pf 5.0C c =和2pf 时，想V o 接近额定值2V ，V i 各该选多大？pf 5.0C c =，V i =4V ；2pf ，V i =1 V② V i 的极性、幅度、脉宽及周期的上、下限应如何考虑？ 极性：负极性a. 若V i 如下图，V o 该如何？b.若V i 如下图，V o 又该如何？答：这两个图的差别主要是输出信号是否能在一个水平端完成衰减，因为我们要测量时间常数，所以选择a ，让输出信号有足够的时间稳定下来。
为方便f f f C R =τ= 1ms 的测试，你选上述a 、b 中的哪种V i ？【a 】 （思考：对指数衰减信号)(t V o 可用公式表示为：τtM o eV t V -=)(那么经过τ=t 时间，M MtM o V eV eV t V 37.0)(≈==-τ，可否利用此结果来测出τ？ 答：可以，用示波器的幅度和时间测量可以完成该测量。
多路电荷灵敏前置放大器
４脉冲上升 时间 ０～４ ） Ｖ时 ， ０ ｓ ￣１ｎ 。
５输出电压动态范围 ）
的信 噪 比和较快 的时间响应 ， 另外还考虑整个 电路和仪器体积要尽量小 。所 以， 须使电路 必 结构尽量简单 ， 有较高的集成度 。在每一路 要 中我们采用一个集成运算放大器构成电荷灵敏
前置放大器 电路。另外 ， 在整个 电路 中为了降 低噪声 ， 在每一路中又采用了 Ｎ沟道结 型低噪 声场效应管 ２ Ｋ１２ Ｓ ５ 作为电荷灵敏前置放大器
１ 基本设计 思想与 电路形式 ［ ］ １ ＿ ２
在电路设计过程 中， 虑到 电路要有较高 考
置放大器 。在这样大规模 的测量系统 中， 目 从 前使用 的常规电荷灵敏前置放大器来说 ， 无论 从体积上 ， 还是 价格上都 很不适 应实 际需要 。
因而， 在实验 中， 对测 量仪器提 出 了更 高 的要
使用方便等特点， 并对它的设计 以及特点作了较详细的阐述
关键 词 ： 电荷灵敏 Ｉ 放大器 ； 多路
中圈分类号 ： Ｔ ８ Ｌ 文 献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ５－９ ４ ２ ０ ） ６０ ４－３ ２ ８０ ３ （ ０ ６ ０— ７， 往往需 要探测单元是很多 的。每一个探测单元配备一 套 电荷灵敏前置放大器 ， 这样 ， 就需要 很多前
程师 ， 事核电子学 的研 究 从
７６ ４
维普资讯
图 １ 基本 电路原理 图
在 电路 中 Ｒ１ 、 １Ｒ１ 、 ２ 、 ５ Ｒ４ 、 Ｏ Ｒｌ 、 ９ Ｒ ７ Ｒ３ 、 ３
Ｒ １ Ｒ ９和 Ｃ ０ Ｃ１ 、 ２ 、 ３ 、 ４ 、 ５ 、 ５、 ５ １ 、 ３ Ｃ ３ Ｃ ３ Ｃ ３ Ｃ ３
路设计 了一个独立 的能量 Ｅ输 出， 用于能谱 的测量 ， 另外 还有 一个 独立 的定 时信 号 Ｔ输 出， 用于时 间的测量。每路有单独 的信号输入 。 Ｔ Ｓ Ｅ Ｔ为公共输 入， 电路里面给各 路前放独 在
电荷放大器
五、电荷放大器电荷放大器主要由一个高增益反向电压放大器和电容负反馈组成。
输入端的MOSFET 或J-FET 提供高绝缘性能，确保极低的电流泄露。
电荷放大器将压电传感器产生的电荷转换为成比例的电压，用来作为监测和控制过程的输入量。
电荷放大器主要由一个具有高开环增益和电容负反馈的MOSFET(半导体场效应晶体管)或JFET(面结型场效应晶体管)的反向电压放大器组成，因此它的输入产生高绝缘阻抗，会引起少量电流泄漏。
忽略Rt 和Ri ，输出端电压为：)(11c r t rr o C C C AC C Q U +++∙-= 对于足够高的开环增益，系数1/AC 接近于零。
因此可以忽略电缆和传感器的电容，输出电压仅由输入端电压和量程电容决定。
ro C Q U -= 电荷放大器可看成是电荷积分器，它总是在量程电容两端以大小相等，极向相反的电荷补偿传感器产生的电荷。
量程电容两端的电压同传感器产生的电荷成正比，因此同被测量成正比。
实际上，电荷放大器是将输入的电荷Q 转换可处理的输入电压Uo 。
大部分奇石缘电荷放大器具有传感器灵敏度和测量范围设置功能，因此，测量值以被测量的力学单位显示，输出信号与被测量成正比例。
高阻抗系统高阻抗系统，时间常数、增益、归一化和置零均可通过外置电荷放大器控制。
此外，高阻抗系统的时间常数一般较长，允许短时间内静态校准。
由于系统没有内置电路，因此具有更宽的工作温度范围。
电荷放大器原理图U0=输出电压；A=增益；Ct＝传感器电容；Cc＝电缆电容；Cr＝量程或负反馈电容；Rt=时间常数电阻(或量程电容的绝缘电阻)；Ri=输入绝缘电阻(电缆和传感器)；Q＝压电敏感元件产生的电荷。
时间常数和漂移应用电荷放大器需要考虑的两个重要因素是时间常数和漂移。
时间常数ι是交流耦合电路的放电时间。
在一个时间常数的时间里，阶跃输入衰减37%。
电荷放大器的时间常数由量程电容Cr和时间常数电阻Rt决定：漂移是指输出信号随时间推移而出现的变化，它与被测量无关。
Multisim仿真软件在分析电荷灵敏前置放大器中的应用(完整版)doc资料
Multisim仿真软件在分析电荷灵敏前置放大器中的应用（完整版）doc资料第27卷第3期核电子学与探测技术Vol.27No.32020年5月Nuclear Elect ronics &Detection TechnologyMay 2020Multisim 仿真软件在分析电荷灵敏前置放大器中的应用周超1,杨彬华2,赵修良1,尹陈艳1(1.南华大学核科学技术学院,湖南衡阳421001;2.北京核仪器厂,北京100020摘要:利用电子电路仿真设计软件Multisim 对核电子学中的典型电路电荷灵敏前置放大器进行了仿真测试。
在结合理论分析的基础上,仿真分析了前放的一些基本特性如输出增益、输出脉冲上升时间、噪声、输入输出阻抗和带宽等,得出了与理论分析相符合的结果,对理论分析有较大的帮助和参考价值。
关键词:Multisim ;仿真;核电子学;电荷灵敏前置放大器中图分类号:TN722.71;TP274文献标识码:A 文章编号:025820934(20200320502205收稿日期:2020202122作者简介:周超(1978-,男,湖南衡阳人,硕士生,从事核电子学方面的研究电荷灵敏前置放大器是目前核探测高分辨能谱测量系统中用得最多的一种前置放大器。
它输出增益稳定,噪声低,性能良好,是核电子学技术课程中重点分析的基本放大电路。
但由于电路结构较复杂,在进行理论教学时,部分学生难以很好的理解其工作原理和基本特性,在实验课时又由于理论没有理解透,较难达到满意的实验效果。
而电子仿真软件为我们提供了一个较好的手段和方法来帮助分析如电荷前放等较复杂的电路。
在应用时可以先进行理论分析,再用软件绘制好仪器电路进行仿真,无论全局还是内部电路某点都能给出实时动态的理论数据与信号波形,这样就给予了学生一个直观的感性认识和印象,再进行实验课时也预先有了一定的直觉判断,能够较好的联系理论来对实验测量结果进行认知和判定。
这样通过仿真软件的应用不仅可以加深理论的学习与提高,也可以提高实际的动手实验能力,更好的达到教学目的。
一种简易实用的三管电荷灵敏放大器
１
＝
ｒｆ
组成 探测器 偏 置 电路 ， Ｒ ３ 、 ｃ ２组 成 检 测信 号 输 入
电路 ， Ｃ １ 为 探测器 隔直 电容 ， Ｑ １ 、 Ｌ １ 、 Ｒ ５组 成放 大 电路 ， Ｑ ２ 、 Ｑ ３ 、 Ｒ ６ 、 Ｒ ９ 、 Ｒ ８ 组 成 双 管 电压 跟 随器 ， 调
ｕ ｆ
半 高宽 为 Ｆ Ｗ Ｈ Ｍ， 如图 ３ 所示。
１ ． ０
Ｎ Ｉ Ｍ 多道 脉 冲 幅度 分 析 器 （ 含放大器 ） ， 信 号 发 生
器 选 用泰 克公 司 的 Ａ ＷＧ ２ ０ ２ １型信号 发 生器 。
籁
簧０ ． ５
图 ２ 性 能 测试 设 备 连 接 图
道数
图 ３ 对 两 种 脉 冲 幅 度 输 出的 脉 冲 信 号 测 量 的谱 图
２ ． １噪 声 线 宽 测 试
则 以电荷 为单位 的 噪声线 宽 Ｆ Ｗ Ｈ Ｍ 为… ：
ＦＷＨＭ ：
Ｘ２ 一 １
（ １ ）总噪声 线 宽测试 将 多道 脉 冲 幅度 分析 器设 置 为 ２ ０ ４ ８道 ， 调 节
ＦＷＨＭ ． Ｃ
脉 冲信 号发 生 器 输 出脉 冲 幅度 ， 通 过 计 算 机 多 道 分 析 软 件 读 出 脉 冲 信 号 所 处 道 址 和 半 高 宽
将 噪声测 试 数据 及 相 关 参 数 代 人 上 式 ，Ｕ ，
＝
５ ０ ｍＶ、Ｕ２ Ｍ ＝１ ０ ０ ｍＶ、Ｘ１＝７ ６ ８道 、Ｘ２＝１ ５ ３ ９
道 、Ｆ Ｗ Ｈ Ｍ ＝２ ． ５ ６道 （ 或２ ． ５ ７道 ） 、Ｃ ＝１ ｐ Ｆ 、 （ ２ ）不 含 电荷灵 敏放 大 器噪 声线 宽测 试
电荷灵敏放大器课件
电荷灵敏放大器的增益是指输出信号与输入信号的比值。增益越大，对输入信号 的放大效果越好。
噪声与失真
噪声
电荷灵敏放大器的噪声是指输出信号中的随机波动，主要由 内部电路的热噪声和外部环境的干扰引起。噪声越低，电荷 灵敏放大器的性能越好。
失真
电荷灵敏放大器的失真是指输出信号与输入信号在波形上的 差异。失真越小，电荷灵敏放大器的性能越好。
电图等生理信号的检测。
2023
PART 02
电荷灵敏放大器的电路分 析
REPORTING
电路组成与元件
电路组成
电荷灵敏放大器主要由输入级、反馈级和输出级三部分组成。输入级通常采用差分放大 器结构，用于放大微弱电荷信号；反馈级通常采用运算放大器跟随器或射极跟随器，用于提高输出阻抗和减小输
应用领域
弱信号检测
电荷灵敏放大器在弱信号检测 领域中应用广泛，如电子显微 镜、光谱分析仪、辐射探测器
等。
电子测量
在电子测量领域中，电荷灵敏 放大器常用于测量电容、电感 、阻抗等参数。
通信与雷达
在通信和雷达领域中，电荷灵 敏放大器可用于接收微弱的信 号并进行处理。
生物医学工程
在生物医学工程领域中，电荷 灵敏放大器可用于心电图、脑
响应时间与带宽
响应时间
电荷灵敏放大器的响应时间是指输出 信号跟随输入信号变化的时间。响应 时间越短，电荷灵敏放大器的性能越 好。
带宽
电荷灵敏放大器的带宽是指其可以处 理的信号频率范围。带宽越宽，电荷 灵敏放大器可以处理的信号频率越高 。
2023
PART 04
电荷灵敏放大器的实际应 用
REPORTING
2023
电荷灵敏放大器课件
REPORTING
电荷灵敏放大器
Vom
由于输出的幅度反映了输入电荷的大小，且 与输入电容无关，顾称之为电荷灵敏前置放 大器。
Q ≈ Vf ≈ Cf
电荷灵敏前置放大器
工作原理 如图5 如图5-1-3( 核电子学），可以得到：
vO ( ∞ ) = − A0 vi ( ∞ )
式子中 vi ( ∞ ) 为输入信号的稳定值。 输入电荷为：
Q = ∫ ii dt
0 tw
考虑到
Q = −vi ( ∞ )Ci + [v0( ∞ ) − vi ( ∞ ) ]C f
有上式可以得到输出信号的稳定值：
Vom = v0( ∞ )
A0Q A0Q = = Cifo Ci + (1 + A0 )C f
Cif 0 = Ci + (1 + A0 )C f 是电荷灵敏放大器的低频
5、输入阻抗 在阻容式反馈放大器中，低频阻抗决定于反馈电阻 和电容。 Rf 低频阻抗为：
1 + A0
低频输入的电容是： C f (1 + A0 ) + Ci ≈ A0C f
信噪比
信噪比又称为讯噪比，是信号的有用成份 与杂音的强弱对比，常用分贝数表示。设 备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。 信号幅度(或能量)与噪声幅度(或能量) 信号幅度(或能量)与噪声幅度(或能量)之比， 通常使用SNR、S/N表示，单位：分贝 dB。 通常使用SNR、S/N表示，单位：分贝 dB。
电荷灵敏前置放大电路
2、光反馈电荷灵敏前置放大器 对于阻容式前置灵敏放大器反馈电阻产生 的噪声是最主要的因素之一，故可以采用 除去反馈电阻的方法。但是有必须除去反 馈电容不断积累的电荷。 采取的方法：才用施密特触发器进行放电。
电荷灵敏前置放大电路
工程振动测试技术_天津大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
工程振动测试技术_天津大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.阻抗头的主要用途是测。
参考答案:原点传递函数2.关于主振型矩阵和正则振型矩阵的关系是（）。
参考答案:将主振型矩阵的各列除以其对应主质量矩阵元素的平方根，得到的振型就是正则振型3.一般来说，对于同一个振动系统来说，工程振动的特点是( )。
参考答案:振动频率低，振幅较大。
振动频率高，振幅较小4.机械振动是指物体在其稳定的平衡位置附近所做的（）运动。
参考答案:往复5.在做模态实验时，只需要测得传递函数的就可以获得全部模态信息。
参考答案:一行或一列6.在实验过程中，已知振动信号中的频率信号分别为15Hz、30Hz、60Hz、130Hz、180Hz利用小波变换将其进行分解，若选取采样频率为400Hz，两个频率信号无法分开。
参考答案:130Hz和180Hz7.微分电路中RC的应用范围为。
(其中T为输入电压的时间周期)参考答案:小于0.1T8.关于压电式加速度传感器的频率特性，以下说法正确的是。
参考答案:其灵敏度在固有频率附近会发生急剧变化9.振动系统按运动微分方程形式分为线性和（）两种形式。
参考答案:非线性10.关于多自由度系统振动问题的求解方法，下列说法错误的是（）。
参考答案:根据单自由度系统的求解理论和方法，求得用主坐标和正则坐标表示的响应就结束了11.在建立单自由度弹簧—质量系统的运动微分方程时，当选择物块的静平衡位置为坐标原点，假设x轴方向垂直向下，则物块的位移、速度和加速度方向如何确定（）。
参考答案:都垂直向下12.在有阻尼系统的衰减振动中，【图片】黏性阻尼系数，【图片】为系统的固有圆频率，【图片】为系统的质量，【图片】，其中【图片】称为衰减系数，下面关于【图片】和【图片】的说法错误的是（）。
参考答案:时，称系统处于小阻尼的情形，此时物块在平衡位置附近做往复运动，具有振动的性质，振幅仍然是常数13.一般的多自由度振动系统(正定系统)中，n个固有频率互不相等，其中第一阶固有圆频率的含义是（）。
电荷灵敏前置放大器在核电子学中的发展现状
流耦合，R 实现阻抗匹配通，过
图 2.1 一种小尺寸电荷灵敏前置放大器的电路图
RLC 滤波电路消除纹波， R 上另 加了一级 RC 滤波电路，以减小电
源产生的干扰。另外，在集成运放的输入端也各加了一级 RC 滤波电路。 在材料的选择上，首先要考虑到的是噪声问题。前置放大器的噪声源包括反馈电阻的热噪
1. 电荷灵敏前置放大器的基本原理
电荷灵敏前放一般是由高输入阻抗、高增益的倒相放大器与一个反馈元件为电容组成的负
反 馈 放 大 器 ， 原 理 图 见 图 1.1 。 若 将 从 探 测 器 出 来 的 电 信 号 iD(t) 看 成 是 冲 击 信 号 即 ： iD (t ) = Qδ (t ) ，它的复频域表达式为 ID ( S ) = Q 。另外原理图中 Ci、C f 分别表示输入端电容
图 2.2 前置放大器的上升、下落时间测量图
文献[3]中同样为了配合可携带型的小型半导体 CdZnTe 探测器也设计了一种小尺寸 (3mm×7mm×3mm)的电荷灵敏前放。其放大器的电路图与上述的类似，其中为了提高输入级输 入阻抗选用 N 沟道结型低噪声场效应管 2N4416 作为输入级，选用宽频带高速运算放大器 MAX477 构成放大级实现响应速度快、频带宽、功耗低等要求。在该实验中通过对仪器的性能 测量，结果显示这种便携式的 CdZnTe 探测器与小尺寸的电荷灵敏前放的结合同样具有较好的 能量分辨率和探测效率，也论证了便携式探测器的可行性，例如这种探测器可用于手持式肿瘤 探测仪之中，大大缩小了探头的尺寸，既方便了医生的操作，又提高了肿瘤定位的准确性。
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实验二 电荷灵敏放大器
一、 实验目的
1、进一步掌握电荷灵敏放大器的电路结构的特点和工作原理。
2、学习电荷灵敏放大器性能指标的测试方法。
3、掌握电荷灵敏放大器的特点和用途。
二、 实验内容
1、静态工作点测试；
2、上升时间测量；
3、电荷灵敏度测量；
4、非线性测量；
5、噪声特性测量。
三、 实验原理
当给半导体探测器加上反偏压后，如果有射线照射，则在探测器的灵敏区内产生电子-空穴对，其数目与射线粒子在灵敏区内损失的能量E 成正比。
这些电子-空穴对被探测器结电容d C 收集，形成电压脉冲，其幅度为：d
C Q
U =， 这里Q 是收集到的电荷量。
图2-1
电荷灵敏放大器原理图
由于半导体探测器的结电容d C 随外界温度和外界偏压而改变，使得输出信号的幅度不稳定，给能谱测量带来很大困难。
为解决此问题，需要使用电荷灵敏放大器。
电荷灵敏放大器原理如图2-1所示。
其中d C
r C 是放大器的输入电容和分布电容之和。
f C 为反馈电容。
如将反馈回路的电容等效到输入端，则输入端的总电容为
()f r d C A C C 01+++。
当半导体探测器输出电荷Q 时，在放大器输入端形成的信
号电压为
()f
r d sr C A C C Q
U 01+++=
如果满足条件10> A ，()r d f C C C A +> +01，则 f
sr C A Q
U 0
放大器的输出信号幅度为 f
sr sc C Q U A U
=× =0 由此可见，只要满足上述条件，电荷灵敏放大器的输出信号幅度就仅与探测器输出的电荷Q 成正比，而与探测器的结电容d C 和放大器的输入电容r C 无关。
输入单位电荷所产生的输出电压值为f
sc C U 1
= f
C 1
称为电荷灵敏度。
由式可见，要提高电荷灵敏度，应选择较小的f C 值。
本实验所用FH1047A 电荷灵敏放大器，其电路原理如图2-2。
其中，1T 采用结型场效应管3DJ7G ，它具有极小的栅流，很高的输入电阻，很小的输入电容，这是获得低的噪声所必需的。
1T 接成源极接地放大电路。
2T 构成共基极放大电路，以获得快的频率响应及实现同相放大。
电路采用自举的方法提高共基电路的集电极的动态负载，便于提高电路的开环增益。
3T 和4T 构成复合射极跟随器作为输出极，以提高电路的负载能力。
反馈电容f C 跨接在输出端与输入端之间，以形成电荷灵敏放大器。
由电路图可见，这种反馈是并联电压负反馈。
输入端的电阻
f R 接至输出端，从而取得直流负反馈，这样可以提高电路的稳定性。
图2-2 FH1047A 电荷灵敏放大器原理电路图
放大器输入端串联的小电容c C 是用来获得模拟电荷脉冲，以便对电荷灵敏放大器性能进行校验和测试。
当在测试输入端加入一电压阶跃脉冲sr U 时，只要满足条件
()c f r C C A C >++01，则前置放大器得到的电荷Q 为：sr c U C Q ×=
这里sr U 是电压阶跃的幅度。
电容c C 通常叫做测试电容。
电荷灵敏放大器的输出信号经电缆送至主放大器放大，主放大器的型号是BH1218。
放大倍数在有微积分时间常数时，增益粗调从5到750以连续可调，增益细调刻度盘为0时，增益为粗调值乘以系数0.5，细调每顺时针调节一圈，系数值增加0.1，当细调顺时针调十圈后，所乘系数值为1.5。
主放大器的微、积分时间常数分为0、s 5.0、s 0.1、s 0.2、s 0.3、s 0.4、s 0.5和s 0.6七档调节，微、积分时间常数调节一定是同步进行的。
四、实验装置
1、TDS1012示波器一台；
2、MFS-70A 型双脉冲发生器一台；
3、ESCORT179型数字万用表一只；
4、YB2174型超高频毫伏表一台；
5、FH1047A 型电荷灵敏放大器一台；
6、BH1218型谱仪放大器一台；
7、NIM 机箱电源一套。
五、实验步骤
1、静态工作点的测试
将电荷灵敏放大器和主放大器连接起来，接通主放大器电源，用数字万用表测量电荷灵敏放大器的1T -4T 各管的直流工作点，并进行记录。
测量时要注意数字万用表的测量位置和量程，由测量结果判断放大电路是否工作正常。
2、上升时间的测量
由双脉冲发生器输出KHz f 1=，宽度s t u 1=，幅度mV U m 500=的负脉冲，加至电荷灵敏放大器的测试信号输入端，用TDS1012示波器测出输入脉冲的上升时间1r t 和电荷灵敏放大器输出脉冲的上升时间2r t ，由2122r r r t t t = 算出电荷灵敏放大器的上升时间。
测量时，TDS1012示波器的扫描时间选取较小的值，使测量较准确。
3、电荷灵敏度的测量
从测试信号输入端输入幅度mV U m 500=的负脉冲，测出电荷灵敏放大器输出脉冲的幅度sc U ，按下式算出电荷灵敏度：
电荷灵敏度＝
sr
c sc
sr sc U C U Q U ×= 并与理论计算值f
C 1
比较。
4、非线性的测量
理想的电荷灵敏放大器，其电荷灵敏度在一定范围内是一个常数，即输出信号幅度与输入电荷的关系在直角坐标系中是一条通过原点的直线，但实际的电荷灵敏放大器总存在非线性。
当输入电荷量较小时，输出信号幅度与输入电荷成线性关系。
当输入电荷增加到某一数值max sr Q 后，输出幅度的增加明显减慢，与
max sr Q 对应的输出幅度即为max sc U (见图2-3)。
把实际输出幅度特性曲线上的M 点
(max sr Q 、max sc U )，与坐标原点相连的直线作为理想的输出幅度特性曲线，由此可以得到非线性系数。
max
sr sr
U U sc U sr
图2-3 电荷灵敏前放输入电荷与输出电压的关系
%100max
1
2 =
sc sc sc i U U U
式中2sc U 和1sc U 分别为输入电荷sr Q 时电荷灵敏放大器的实际输出幅度和理想的输出幅度。
对于不同的sr Q ，可得到相对应的非线性系数，为使实验数据准确可靠，应有足够多的实验数据，以便作出类似图2-3的图形。
测量时，从测试信号输入端输入KHz f 1=，宽度s t u 1=的负脉冲， sr U 的幅度由小逐渐增大，分别测出sr U 和与之对应的sc U ，直至sc U 基本不再增加为止，将所测数据填入下表：
（要求输入和输出幅度分别由示波器的两个通道进行测量）
在坐标纸上作出输出幅度sc U 与输入电荷sr Q 的关系曲线，再按上述方法求出电荷灵敏放大器的非线性系数。
注意上表中的列数可能不能满足实验中测非线性
的需要，应适当增加测量点，否则测量的误差较大。
5、噪声特性的测量
电荷灵敏前放的噪声表示为：零电容噪声(eV)+ 噪声斜率(eV/pf ) 所以需要测出零电容噪声和噪声斜率。
(1)零噪声的测量
将电荷灵敏放大器输出端与主放大器输入端连接。
从双脉冲发生器输出KHz f 1=，s t u 100~50=，mV U m 25=的负脉冲加至电荷灵敏放大器的测试信号输入端。
主放大器的微分积分时间常数选为s 0.3，放大倍数100=K ，测出主放大器输出信号幅度SC U ，然后，关掉脉冲发生器，用超高频毫伏表测出主放大器输出噪声的有效值，按下式计算电荷灵敏放大器在外接电容为零时的等效噪声能量（推导见核电子学教材） M
n
C P NE V V C V FWHM 060
= ()eV 式中，P V 为输入信号幅度，单位为mV ；M V 0为主放大器输出信号幅度，单位为
V ，n V 为无输入信号时主放输出的噪声电压的有效值，单位为mV ,C C 为测试电
容的容量，单位为pf 。
FH1047A 电荷灵敏放大器所接的测试电容为pf 1。
(2)噪声斜率的测量
测量条件与零噪声测量相同。
打开电荷灵敏放大器的屏蔽盖，在电荷灵敏放大器输入端分别接入容量为pf 10、pf 20，pf 30和pf 51的外接电容，盖好电荷灵敏放大器的屏蔽盖，重复零噪声的测量步骤，测出相应的外接电容下的等效噪声能量，在直角坐标纸上以电容C 为横坐标，等效噪声能量NE FWHM 为纵坐标，画出噪声与外接电容的关系直线，由直线计算出噪声斜率的平均值(pf eV )。
要注意图2-4中由实验点所作的直线与纵轴的交点应是所测量的零电容噪声的值。
图2-4 电荷灵敏前放噪声的图形表示
(3)噪声与主放大器成形时间常数的关系
电荷灵敏放大器的输入端不外接电容，将主放大器的微分积分时间常数改为
0.3和s
0.6，重复零噪声的测量步骤，测出与之相应的等效噪声能量5.0、s
s
FWHM。
NE
由测量结果分析当主放大器用不同的成形时间常数时，等效噪声能量的变化情况，从而出等效噪声能量与主放的成形时间常数的关系。
六、思考题
1、测静态工作点时，为什么不能用电压表直接测1T(3DJ7G)的栅极电压？其栅偏压应如何确定？
2、测电荷灵敏度时，为什么测量值与理论值有较大差异？提高电荷灵敏度主要受什么因素限制？
3、从噪声与主放成形时间常数关系的测量结果，分析为了提高信噪比，主放的成形时间常数应如何选择？。