核電子學總結(jié)

1、核電子學與核輻射儀器,,第一章,核電子學基礎(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；運算法得出的電容、電阻和電感的運算阻抗；探測器的分類；常用函數(shù)的傅里葉變換與拉普拉斯變換。核電子學研究信號的特點隨機性信號弱，但跨度大速度快,第一章,核輻射探測器的結(jié)構(gòu),第一章,核輻射探測器的定義：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、化學變化進行輻射探測的器件稱為輻射探測器。三種探測器的工作原理,

2、核輻射探測器信號的輸出,第一章,閃爍體探測器工作原理 閃爍體探測器的結(jié)構(gòu)核輻射探測器的基本性能探測效率輸出幅度大?。ㄈ绾斡嬎?？）分辨率線性響應(yīng)穩(wěn)定性,第一章,核電子學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 核電子學中的主要噪聲有三類： 散粒噪聲（探測器漏電流的噪聲、場效應(yīng)管柵極漏電流噪聲）熱噪聲（場效應(yīng)管的溝道熱噪聲、電阻原件的熱噪聲）低頻噪聲（場效應(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影響合理布局，便于調(diào)節(jié)和使用實現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換和匹配前置放大器的分類 根據(jù)探測器輸出信號成形方式的特點分類，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）輸入級采用低噪聲器件。目前低溫運用的結(jié)型場效應(yīng)管具有最低的噪聲，在常溫下，結(jié)型場效應(yīng)管的噪聲也比晶體管小得多，所以一般均采用低噪聲場效應(yīng)管作輸入級放大管。 （2）低

5、溫運用。當溫度T低時，a噪聲較小，而且由于探測器漏電流及場效應(yīng)管柵極漏電流減少也使b噪聲減少。 （3）減少冷電容CΣ。因為CΣ =CD+CS+CA+Cf，除了CD、CA外，CS可采用輸入級緊靠探測器的辦法來減少，Cf則采用合適的反饋電容。 （4）反饋電阻Rf和探測器負載電阻RD，常通過實驗選用低噪聲電阻，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,放大器在核測量系

6、統(tǒng)中的作用,放大器的輸出信號要適應(yīng)分析測量設(shè)備的要求，必須解決兩個問題，一個是把小信號放大到需要的幅度；另一個是改造信號的形狀。,第三章,放大器的基本參量及測量方法放大倍數(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載特性放大器的計數(shù)率過載特性放大器的上升時間,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)負反饋和電壓串聯(lián)負反饋兩種。,并聯(lián)負反饋,串聯(lián)負反饋,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；使信號形狀滿足后續(xù)分析測量設(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器中射程及徑跡不同，它的電流脈沖持續(xù)時間可以有很大的差別。堆積畸變 一般可以將脈沖堆積

8、對幅度測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基線恢復器堆積拒絕電路,工作原理、

9、工作過程。,工作原理、工作過程；死時間校正、允許最高計數(shù)率。,第四章,脈沖幅度甄別器（簡稱甄別器）的功能是：當輸入信號的幅度低于某一給定值時，沒有輸出信號；而超過這一給定值時，就輸出一個一定幅度的信號。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(通常為二進制)變換成與此數(shù)碼成正比的模擬量。,二進制權(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,變換時間：,逐次比較型模數(shù)變換器的道寬均勻問題,第五章,定時道各個部件 （1）探測器與輸

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

12、間不變：,信號幅度不變，上升時間變：,第五章,觸發(fā)比與斜率噪聲比 為了減小時間移動和時間晃動，信號觸發(fā)定時電路要有一個合適的觸發(fā)比。觸發(fā)比指的是，探測器輸出電流脈沖使時檢電路觸發(fā)時的輸出電荷量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,過零定時基本原理及工 作過程恒比定時基本原理及 工作過程,第五章,幅度和上升時間補償定時工作原理及工作過程,第五章,符合 符合方法、符合電路時間量