Схема. Дозиметр на PIN-фотодиоде
Принципиальная схема дозиметра с использованием PIN-фотодиода показана на рис.1.
При попадании фотона гамма-излучения на рабочую поверхность PIN-фотодиода (VD1) возникает ток, который посредством микросхемы (МС) DA2 типа S5470 детектируется, усиливается. В результате на выходе МС (вывод 5 DA2) формируется импульс, совместимый с уровнями КМОП-микросхем. Микросхема фотодетектора S5470 [6], выпускаемая компанией Seiko Instruments Inc., обладает сверхнизким потреблением IDD≤0,1 нА и обнаруживает фототек уровня IDET=0,7 нА. С выхода фотодетектора импульсы поступают на счетный вход С (вывод 11) 4-декадного двоично-десятичного счетчика DD4 с встроенной схемой динамической индикации результата счета. Управление режимом работы счетчика осуществляется по входу L (вывод 5 DD4). Высокий логический уровень на этом входе разрешает счет импульсов, поступающих на счетный вход С (вывод 11 DD4), а при низком уровне результат счета импульсов запоминается и выводится на 7-сегментный светодиодный индикатор.
При кратковременном нажатии кнопки SB1 счетчик фотонов DD4 сбрасывается в ноль, а на выходе генератора одиночного импульса (вывод 3 DA1) формируется минутный импульс разрешения счета с низким логическим уровнем и через инвертор на транзисторе VT1 подается на вход управления счетчика DD4. Это необходимо для того, чтобы счетчик подсчитывал количество гамма-фотонов за одну минуту.
Генератор одиночного импульса построен на цифровом таймере DA1 типа ICM7242 [7], который в своем составе имеет генератор. Частота этого генератора определяется параметрами цепи, подключенной к выводу 7 этой микросхемы. МС ICM7242 содержит также делитель частоты с коэффициентом деления К=28, что позволяет формировать импульсы большой длительности. Длительность выходного импульса этой МС рассчитывается по формуле: Т=128RC. В отличие от широко известного таймера 555 при одних и тех же номиналах времязадающей цепи можно на выходе МС ICM7242 получить импульс в 128 раз большей длительности.
Чтобы питать дозиметр от двух пальчиковых батареек, используется DC/DC-преобразователь на микросхеме DA3TPS61070 в типовом включении [8]. Конденсаторы, используемые в дозиметре, должны быть керамическими. В позиции L1 автор использовал дроссель производства фирмы Wurth Elektronik номиналом 4,7 мкГн (артикул 744031004).
Наладки прибор не требует, необходимо лишь поместить PIN-фотодиод в светонепроницаемый для видимого спектра экран, чтобы исключить ложные срабатывания.
Похожие статьи:
Волюметр с 20 светодиодами
