核電子學(xué)總結(jié)

1、核電子學(xué)與核輻射儀器,,第一章,核電子學(xué)基礎(chǔ) 傅里葉變換與逆變換的公式；拉普拉斯變換與逆變換的公式；運(yùn)算法得出的電容、電阻和電感的運(yùn)算阻抗；探測(cè)器的分類(lèi)；常用函數(shù)的傅里葉變換與拉普拉斯變換。核電子學(xué)研究信號(hào)的特點(diǎn)隨機(jī)性信號(hào)弱，但跨度大速度快,第一章,核輻射探測(cè)器的結(jié)構(gòu),第一章,核輻射探測(cè)器的定義：利用輻射在氣體、液體或固體中引起的電離、激發(fā)效應(yīng)或其它物理、化學(xué)變化進(jìn)行輻射探測(cè)的器件稱為輻射探測(cè)器。三種探測(cè)器的工作原理,

2、核輻射探測(cè)器信號(hào)的輸出,第一章,閃爍體探測(cè)器工作原理 閃爍體探測(cè)器的結(jié)構(gòu)核輻射探測(cè)器的基本性能探測(cè)效率輸出幅度大小（如何計(jì)算？）分辨率線性響應(yīng)穩(wěn)定性,第一章,核電子學(xué)中的噪聲噪聲與干擾干擾：主要是指空間電磁波感應(yīng)，工頻交流電網(wǎng)的干擾，以及電源紋波干擾等外界因素。（可在電路和工藝上予以減小或消除）噪聲：是由所采用的元器件本身產(chǎn)生的。（可以設(shè)法減小但無(wú)法消除）噪聲的衡量信噪比、等效噪聲能量、等效噪聲電荷、等效噪

3、聲電壓 核電子學(xué)中的主要噪聲有三類(lèi)： 散粒噪聲（探測(cè)器漏電流的噪聲、場(chǎng)效應(yīng)管柵極漏電流噪聲）熱噪聲（場(chǎng)效應(yīng)管的溝道熱噪聲、電阻原件的熱噪聲）低頻噪聲（場(chǎng)效應(yīng)管閃爍噪聲）,第一章,積分電路與微分電路,第二章,前置放大器的作用提高系統(tǒng)的信噪比減少外界干擾的相對(duì)影響合理布局，便于調(diào)節(jié)和使用實(shí)現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換和匹配前置放大器的分類(lèi) 根據(jù)探測(cè)器輸出信號(hào)成形方式的特點(diǎn)分類(lèi)，前置放大器可分為電壓靈敏前置放大器，電荷靈敏前置放

4、大器和電流靈敏前置放大器。,第二章,電荷靈敏前置放大器變換增益輸出噪聲 前置放大器噪聲常用能量半高寬FWHM來(lái)表示，例如某電荷靈敏前置放大器的噪聲特性可表示為FWHM(Ge)=1keV+0.03keV/pF,第二章,降低前置放大器噪聲的措施 （1）輸入級(jí)采用低噪聲器件。目前低溫運(yùn)用的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管具有最低的噪聲，在常溫下，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲也比晶體管小得多，所以一般均采用低噪聲場(chǎng)效應(yīng)管作輸入級(jí)放大管。 （2）低

5、溫運(yùn)用。當(dāng)溫度T低時(shí)，a噪聲較小，而且由于探測(cè)器漏電流及場(chǎng)效應(yīng)管柵極漏電流減少也使b噪聲減少。 （3）減少冷電容CΣ。因?yàn)镃Σ =CD+CS+CA+Cf，除了CD、CA外，CS可采用輸入級(jí)緊靠探測(cè)器的辦法來(lái)減少，Cf則采用合適的反饋電容。 （4）反饋電阻Rf和探測(cè)器負(fù)載電阻RD，常通過(guò)實(shí)驗(yàn)選用低噪聲電阻，阻值一般在109Ω—1010Ω左右。可采用真空兆歐電阻或金屬膜電阻，并處于低溫工作，以降低熱噪聲。,第三章,放大器在核測(cè)量系

6、統(tǒng)中的作用,放大器的輸出信號(hào)要適應(yīng)分析測(cè)量設(shè)備的要求，必須解決兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是把小信號(hào)放大到需要的幅度；另一個(gè)是改造信號(hào)的形狀。,第三章,放大器的基本參量及測(cè)量方法放大倍數(shù)及其穩(wěn)定性放大器的線性放大器的噪聲和信噪比放大器的幅度過(guò)載特性放大器的計(jì)數(shù)率過(guò)載特性放大器的上升時(shí)間,第三章,放大節(jié)的結(jié)構(gòu) 譜儀放大器中最常用的反饋形式是電壓并聯(lián)負(fù)反饋和電壓串聯(lián)負(fù)反饋兩種。,并聯(lián)負(fù)反饋,串聯(lián)負(fù)反饋,反饋的作用，反饋是否可以降低噪聲，

7、在放大器中如何降低噪聲的干擾？,第三章,濾波成形電路在譜儀放大器中的作用 譜儀放大器基本由放大節(jié)和濾波成形電路組合而成。濾波成形電路的主要任務(wù)是：抑制系統(tǒng)的噪聲，使系統(tǒng)信噪比最佳；使信號(hào)形狀滿足后續(xù)分析測(cè)量設(shè)備的要求。最佳濾波器的討論,白化濾波器與匹配濾波器的作用？,第三章,濾波成形電路的信息畸變彈道虧損 由于入射粒子在探測(cè)器中射程及徑跡不同，它的電流脈沖持續(xù)時(shí)間可以有很大的差別。堆積畸變 一般可以將脈沖堆積

8、對(duì)幅度測(cè)量的影響分為峰堆積影響和尾堆積影響。 峰堆積、尾堆積的定義。,第三章,無(wú)源濾波成形電路極-零相消和RC積分濾波成形電路,第三章,準(zhǔn)高斯濾波成形電路 極-零相消和RC積分濾波成形電路輸出波形是不對(duì)稱的。其前沿部分比后沿部分要快一些。而CR-(RC)m濾波成形電路能獲得準(zhǔn)高斯波形的脈沖。,第三章,(CR)2-(RC)m濾波成形電路,有源積分與微分電路。,第三章,CD及CDD基線恢復(fù)器堆積拒絕電路,工作原理、

9、工作過(guò)程。,工作原理、工作過(guò)程；死時(shí)間校正、允許最高計(jì)數(shù)率。,第四章,脈沖幅度甄別器（簡(jiǎn)稱甄別器）的功能是：當(dāng)輸入信號(hào)的幅度低于某一給定值時(shí)，沒(méi)有輸出信號(hào)；而超過(guò)這一給定值時(shí)，就輸出一個(gè)一定幅度的信號(hào)。脈沖幅度甄別器的一般要求 （1）輸入靈敏度（2）甄別閾范圍（3）甄別閾穩(wěn)定性（4）甄別閾線性（5）甄別閾漲落或閾模糊區(qū)（6）甄別器速度（7）輸出脈沖的幅度、寬度,第四章,單道脈沖幅度分析器工作原理,第四章,用于幅度分析的模數(shù)轉(zhuǎn)換器

10、及其基本性能,道寬、變換系數(shù)、最大道數(shù)的定義及相互之間的關(guān)系。,第四章,模數(shù)變換器的幅度響應(yīng),線性門(mén)與展寬器的工作原理。,第四章,線性放電型模數(shù)變換,第四章,數(shù)模變換器 數(shù)模變換器把輸入的數(shù)碼(通常為二進(jìn)制)變換成與此數(shù)碼成正比的模擬量。,二進(jìn)制權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)數(shù)模變換器,梯形電阻解碼網(wǎng)絡(luò)數(shù)模變換器,第四章,逐次比較型模數(shù)變換器工作原理,變換時(shí)間：,逐次比較型模數(shù)變換器的道寬均勻問(wèn)題,第五章,定時(shí)道各個(gè)部件 （1）探測(cè)器與輸

11、出電路（2）快前置放大器（3）定時(shí)濾波放大器（4）定時(shí)電路（5）時(shí)間變換器所謂時(shí)間分析是指測(cè)量的兩個(gè)相關(guān)核事件的時(shí)間間隔概率密度分布。定時(shí)誤差通常按誤差產(chǎn)生的原因分為兩類(lèi)：時(shí)間移動(dòng)、時(shí)間晃動(dòng)和時(shí)間漂移。定時(shí)電路是核電子學(xué)中檢出時(shí)間信息的基本單元，故又稱時(shí)間檢出電路。它接收來(lái)自探測(cè)器的隨機(jī)脈沖，產(chǎn)生一個(gè)與輸入脈沖時(shí)間上有確定關(guān)系的輸出脈沖。,第五章,定時(shí)方法 前沿定時(shí)：,誤差分析：,信號(hào)幅度、上升時(shí)間同時(shí)變：,信號(hào)幅度變，上升時(shí)

12、間不變：,信號(hào)幅度不變，上升時(shí)間變：,第五章,觸發(fā)比與斜率噪聲比 為了減小時(shí)間移動(dòng)和時(shí)間晃動(dòng)，信號(hào)觸發(fā)定時(shí)電路要有一個(gè)合適的觸發(fā)比。觸發(fā)比指的是，探測(cè)器輸出電流脈沖使時(shí)檢電路觸發(fā)時(shí)的輸出電荷量QT與電流脈沖總電荷量Q之比。也可表示為：,斜率噪聲比：,第五章,過(guò)零定時(shí)基本原理及工 作過(guò)程恒比定時(shí)基本原理及 工作過(guò)程,第五章,幅度和上升時(shí)間補(bǔ)償定時(shí)工作原理及工作過(guò)程,第五章,符合 符合方法、符合電路時(shí)間量