Розробка та аналіз роботи тригерної схеми Шмітта в радіаційному середовищі

Autor: Mosleh, Abd El-Maksood Ashraf
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Technology audit and production reserves; Том 6, № 1(56) (2020): Industrial and technology systems; 49-57
Technology audit and production reserves; Том 6, № 1(56) (2020): Виробничо-технологічні системи; 49-57
Technology audit and production reserves; Том 6, № 1(56) (2020): Производственно-технологические системы; 49-57
ISSN: 2664-9969
2706-5448
Popis: The object of research is the effect of gamma radiation on the characteristics of the operation amplifier, and consequently the behavior of the output voltage waveforms of Schmitt trigger circuit. One of the most problematic is the effect of the circuit elements, reference voltage, input frequency, input DC-voltage and bias voltage effects, on the operation of the proposed Schmitt trigger circuit. In the course of the research, the used Op Amp can be exposed to different types of radiation. As a result of the research it is shown that the threshold levels of Schmitt trigger circuit increased when operates in nuclear radiation environment.From the experimental work, computer simulation, and results analysis, the conclusions could be deduced, that Operation of operational amplifiers in gamma radiation environment show serious changes on their electrical characteristics. As a result, the Schmitt trigger circuit exposed to gamma radiation range from 3 kGy up to 20 kGy, at 10 Hz, where, its output voltage waveforms are shown to be independent on the gamma-dose. On the other hand, at frequency of 4.0 kHz, a severe effect are noticed, where the lower threshold level (VLTL) increase from –5.35 V up to –3.58 V, while the upper threshold voltage level (VUTL) is slightly increased from 4.21 V to 5 V, as a function of the same gamma doses. The obtained experimental results are shown to be in close agreement with those obtained from programming the Schmitt trigger equations to computer.In the future, the proposed approaches show that, whenever the Op Amp circuits are used in gamma radiation environment, it preferable to be operate at low frequency levels, where the output voltage waveform of Schmitt trigger circuit are shown to be independent on gamma dose but at high frequency the effect increased as a function of same gamma dose.
Объектом исследования является влияние гамма-излучения на характеристики операционного усилителя и, как следствие, на поведение форм выходного напряжения триггерной схемы Шмитта. Одним из наиболее проблемных мест является влияние элементов схемы, опорного напряжения, входной частоты, входного постоянного напряжения и напряжения смещения на работу предлагаемой триггерной схемы Шмитта. В ходе исследования использовался операционный усилитель, который может подвергаться воздействию различных видов излучения. В результате исследований показано, что пороговые уровни триггерной схемы Шмитта повышаются при работе в среде ядерного излучения.На основании проведенных экспериментов, компьютерного моделирования и анализа результатов можно сделать вывод, что при работе операционных усилителей в среде гамма-излучения наблюдаются серьезные изменения их электрических характеристик. В результате исследования триггерная схема Шмитта, подвергающаяся воздействию гамма-излучения, находится в диапазоне от 3 до 20 кГр при частоте 10 Гц, при этом формы выходных сигналов напряжения не зависят от дозы гамма-излучения. С другой стороны, на частоте 4,0 кГц наблюдается серьезный эффект, когда нижний пороговый уровень (VLTL) увеличивается с –5,35 В до –3,58 В, а верхний пороговый уровень напряжения (VUTL) немного увеличивается с 4,21 В до 5 В, в зависимости от тех же доз гамма-излучения. Показано, что полученные экспериментальные результаты хорошо согласуются с результатами, полученными при программировании уравнений триггера Шмитта на компьютере.В будущем предлагаемые подходы показывают, что всякий раз, когда схемы операционного усилителя используются в среде гамма-излучения, предпочтительнее работать на низких уровнях частоты, когда показано, что форма выходного напряжения схемы триггера Шмитта не зависит от дозы гамма-излучения, но при высокой частоте эффект усиливался в зависимости от той же дозы гамма-излучения.
Об'єктом дослідження є вплив гамма-випромінювання на характеристики операційного підсилювача і, як наслідок, на поведінку форм вихідної напруги триггерної схеми Шмітта. Одним з найбільш проблемних місць є вплив елементів схеми, опорної напруги, вхідної частоти, вхідної постійної напруги та напруги зсуву на роботу пропонованої триггерної схеми Шмітта. В ході дослідження використовувався операційний підсилювач, який може піддаватися впливу різних видів випромінювання. В результаті досліджень показано, що порогові рівні критичної схеми Шмітта підвищуються при роботі в середовищі ядерного випромінювання.На підставі проведених експериментів, комп'ютерного моделювання та аналізу результатів можна зробити висновок, що при роботі операційних підсилювачів в середовищі гамма-випромінювання спостерігаються серйозні зміни їх електричних характеристик. В результаті дослідження триггерна схема Шмітта, що піддається впливу гамма-випромінювання, знаходиться в діапазоні від 3 до 20 кГр при частоті 10 Гц, при цьому форми вихідних сигналів напруги не залежать від дози гамма-випромінювання. З іншого боку, на частоті 4,0 кГц спостерігається серйозний ефект, коли нижній пороговий рівень (VLTL) збільшується з –5,35 В до –3,58 В, а верхній граничний рівень напруги (VUTL) трохи збільшується з 4,21 В до 5 в, в залежності від тих же доз гамма-випромінювання. Показано, що отримані експериментальні результати добре узгоджуються з результатами, отриманими при програмуванні рівнянь тригера Шмітта на комп'ютері.В майбутньому пропоновані підходи показують, що всякий раз, коли схеми операційного підсилювача використовуються в середовищі гамма-випромінювання, краще працювати на низьких рівнях частоти, коли показано, що форма вихідної напруги схеми тригера Шмітта не залежить від дози гамма-випромінювання, але при високій частоті ефект посилювався в залежності від тієї ж дози гамма-випромінювання.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: