《核电子学》习题解答.docx

第一章 1.1核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信 号的特点来说明。 在核辐射测量中，最基本的特点是它的统计特性、非周期性、非 等值性，核电子学分析这种信号，经处理得到有用的信息。 1.4当探测器输出等效电流源io(t) Ioget/时，求此电流脉冲在 探测器输出回路上的输出波形并讨论 RoCoVV T的情况。 io(t) io(t) Vo(s) = lo(s) ? [Ro// (1/sc)] =Io[1/(s+1/T )] ? [Ro(1/sco)/( Ro+(1/sco)) =(Io/ co) ? {1/[(s+1/ T ) (s+1/ Ro co)]} 当 Ro co T 时，T— Ro co ~T  心 1-1T s sQ I 心 1-1 T s s Q I _尹 T 厂矗 1 =~ /1 - sH - t) ■告严‘+竽匚’曲-十) 1.6表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的 噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么? ENV ENC ENN ENE n (FWHM) ne U U 不是 1.7设探测器反向漏电流Id=10-8A，后级电路频宽为1MHz,计算散粒 噪声相应的方根值和相对于Id的比值。 \丿2Id e df \丿2Id e df 5.66 10 11A = 5.66 10 3 = 1.8试计算常温下（设T=300K） 5M Q电阻上相应的均方根噪声电压 值（同样设频宽为1MHz）,并与1MHz能量在20pF电容上的输出幅 值作比较。 Jdv2 \di2 R2 「「df R2 2.88 10 5V ?- E lev2 2 ??? V ?2E/e 0.126V 1.9 求单个矩形脉冲f （t）通过低通滤波器，RC=T, RC=5T,及RC=T/5, 时的波形及频谱。 t t 0 tT/2. (]_矿”断)■丁⑵ -T/2 t T/2 tT!2 1.10电路中，若输入电压信号 Vi (t) = 5(t),求输出电压信号 Vo (t),并画出波形图，其中A=1为隔离用。 R 1 J 由 Hi B C 值。 R + — R sc 对A点: 噪声均方值: 1.12设一系统的噪声功率谱密度为 Si( ) a2 b2/ 2 c2/ ，当此 噪声通过下图电路后，求 A点与B点的噪声功率谱密度与噪声均方 wRC c * l 、丨」卫 + brt2 + c2t2w 比目(叫曲训’一币左一 Vo^ =— 2p 中 |人（w）「S^w^dw T 1 1 + Wt 对B点: a~t2w~ +b”‘ +(rt~w :~771 , |鸟(叫I SB(w} = SJw) |h,(w)p =a2￡:iv2 + tri2 + SB(w} = SJw) |h,(w)p = ? 1 + w:t 1 + w:t2 十w 噪声均方值： Vb32 = ~ 血(w)『 ^(wOdw 1 * aYw2+^2t2 +c2tJw . =— : 75 dw 2p - (Uirf2) 第二章 2.1电荷灵敏前置放大器比电压灵敏前置放大器有什么优点？为什 么把反馈电容称为积分电容，作用是什么？ 优点：VOM稳定性高，能用高能量分辨能谱系统 G厂G十（2 A）c\倉匚 Cf起积分作用，当A很大时, 2.2试对下图典型的电荷灵敏前置放大器电路在输入冲击电流 l(t)=Q (t)时, 求Vo(t)的一般表达式 当Cf=1pF, R=109Q时，画出大致波形并与 Rf—x时作比较。 (1) yM = ~Q Rf怜=-^ — (2) RQ=109x 10-12=10-3(S) t t 2.4 —个低噪声场效应管放大器，输入等效电容 Ci=10pF,输入电阻 Ri=1M Q,栅极电流 Ig=0.1^ A，跨导 gm=1mA/V , CgsCc，放大器 频带△ f=10MHz，T=290K，1/f噪声可忽略，求输入端等效噪声。 ——4kT —7 _ 8 *7 沟道热嗥再叫 2.6分析快电荷灵敏前置放大器, 画出简化框图 分别计算电荷和能量变换增益； (3 =3.6ev/ 电子空穴对，e=1.6x 10-19 库仑) 估算电路的开环增益 (gm=5mA/V, A3=0.98) 估算该前放的上升时间 (Ca=5pF, C=5pF) Cf T卜/Z电压放大跟随器 Cf T卜 /Z 电压放大 跟随器-Vo1 七Vo2 AcQ=1/Cf=1 X1012 V/C AcE=e/(Cf3 )=44.4 mv/Mev Ao=gmR6/(1-A3)=3000 tr°=2.2RaCa/(1+AoFo)=2.2Ca(Ci+Cf)/gmCf=13.2 ns 2.7讨论电荷灵敏、电压灵敏、电流灵敏三种前置放大器的特性，各 适于哪方面的应用，为什么？ 电流灵敏前