核电子学与核仪器第十课.ppt

核电子学与核仪器 覃国秀 qinguoxiu198201@163.com Tel: 核技术教研室 2009/05/12 第三章关键点 放大器在核测量系统中的作用及其结构 作用：放大、成形 结构：极性转换电路、极-零相消电路、积分滤波放大电路、基线恢复电路等 放大器的基本参量 放大倍数及其稳定性、线性(积分非线性与微分非线性)、噪声与信噪比、过载特性(幅度和计数率)、上升时间、输入输出阻抗 第三章关键点 谱仪放大器的放大节 并联负反馈与串联负反馈；同相输入与反相输入信噪比的区别 谱仪放大器中的滤波成形 滤波成形的作用(抑制系统噪声、使信号形状满足后续分析设备的要求)；白化滤波器与匹配滤波器；滤波成形的信息畸变(弹道亏损、堆积畸变)；无源滤波成形电路(极-零相消、积分滤波成形、准高斯成形)；有源滤波成形电路；基线恢复器(CD恢复电路、CDD基线恢复电路)；通用谱仪放大器 第三章关键点 高能量分辨率高计数率谱仪放大器 堆积拒绝方法、线性门、模拟展宽器、逻辑展宽器、堆积拒绝电路、死时间校正、允许最高计数率、快放大器、弱电流放大器 本堂课主要内容 一、脉冲幅度甄别器 1.1脉冲幅度甄别器的一般要求 1.2甄别器电路实例 1.3脉冲幅度甄别器的使用 二、单道脉冲幅度分析器 2.1单道脉冲幅度分析器工作原理 2.2单道脉冲幅度分析器实例 2.3单道脉冲幅度分析器技术指标 第四章 脉冲幅度分析 从探测器出来的脉冲信号经前置放大器和谱仪放大器放大后，需要进一步处理，处理方式根据不同实验要求一般可以分成：脉冲计数(强度测量)；脉冲幅度分析(能谱测量)；脉冲信号时间分析(时间测量)。由此可知，各种处理方式大多涉及到脉冲幅度信息的甄别和分析。所以核脉冲幅度的甄别和分析成为核电子学的主要研究课题。 一、脉冲幅度甄别器 脉冲幅度选择的基本电路是脉冲幅度甄别器。它有一个阈电压，称为甄别阈。输入脉冲幅度大于给定的甄别阈时，输出一个脉冲，输入脉冲幅度小于给定的甄别阈时则无脉冲输出。有无脉冲输出输出可分别用逻辑“1”或逻辑“0”表示。 一、脉冲幅度甄别器 如果改变阈电压VT，测量到相应的大于VT的脉冲数N(VT)，得到的就是积分谱。如果从阈电压VTn+1上的脉冲计数减去阈电压VTn上的计数就可得到阈电压上间隔ΔV=VTn+1-VTn中的计数ΔN。 ΔN和VT的关系就是脉冲幅度分布曲线。 一、脉冲幅度甄别器 用积分甄别器来获取幅度谱时，需要将测量的数据进行相减计算。所以不仅费时间，而且还会增大误差。为此，要求设计直接测量幅度的微分甄别器，即单道脉冲幅度分析器。 一、脉冲幅度甄别器 1.1脉冲幅度甄别器的一般要求 脉冲幅度甄别器是将输入模拟脉冲换算成逻辑脉冲输出的一种装置。理想的脉冲幅度甄别器应该具有以下功能：当一个输入脉冲幅度超过一定电压时，则输出一个数字脉冲，而与输入脉冲的幅度、上升时间、宽度等参数无关，若输入脉冲的幅度低于给定的阈电压则无脉冲输出。 一个理想的甄别器应该有快速响应性能，它能处理两个时间间隔十分相近的脉冲，这种时间间隔的最小值称为脉冲幅度甄别器的死时间。 一、脉冲幅度甄别器 1.1脉冲幅度甄别器的一般要求 甄别器的定时时刻应该尽量接近输入脉冲前沿的过阈点。甄别器输出脉冲除了它的起始时刻外，它的幅度和宽度应该是标准的，与输入脉冲的参数无关。此外理想甄别器应该有足够高的触发灵敏度，甄别阈有足够大的动态范围。甄别阈足够稳定，不随温度、电源电压、输入脉冲形状和宽度而变化。 对于一个实际甄别器不可能全部满足上述要求。一般根据不同的测量对象，侧重于某些方面的要求。 一、脉冲幅度甄别器 1.1脉冲幅度甄别器的一般要求 实际甄别器根据其速度不同分为中(低)速甄别器和高速甄别器两类。 脉冲幅度甄别器主要的技术指标为： （1）输入灵敏度 甄别器的输入灵敏度指甄别器能输出脉冲的最小输入脉冲幅度。一般为几十毫伏。 （2）甄别阈范围 一般甄别器的甄别阈范围为几十毫伏到几伏，最大阈电压与最小阈电压之比称为甄别器的动态范围。 一、脉冲幅度甄别器 （3）甄别阈稳定性 甄别阈稳定性通常包括三个方面：温度变化稳定性，市电变化稳定性和长时间漂移稳定性。 （4）甄别阈线性 一般为1%-0.1%。 （5）甄别阈涨落或阈模糊区 这一指标决定甄别器的甄别精度，通常其大小为0.几毫伏到几毫伏。 （6）甄别器速度 它表示甄别器响应和恢复速度的快慢。 （7）输出脉冲的幅度、宽度 一、