(核电子学)堆工方向答案

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1． 核辐射探测器电流脉冲信号用理想数学模拟表示为
)
()(0t t Q t i -⋅=δ。

2． 核电子学中的噪声主要有三类： 散粒噪声 、 热噪声 和低频噪声。

3． 短路延迟线冲击响h(t)=)
(21
)(21d t t τδδ--；其频率响应为
)1(21
)(d j e H ωτω--=。

4． 从物理测量的要求看， 电荷 和 电压 前置放大器主要用于能谱
测量分析系统；
5． 主放大器的作用是对信号进一步 放大 和 成形 ，且在此过程中须保
持探测器输出的有用信息，尽可能减小失真。

6． 对核脉冲进行幅度和时间分析中，常用计数设备来测量某一类信号的计数率，
常用的计数设备有 定标器 、 计数率计 。

7． 模数变换是一种量化处理，即把连续的的模拟量（幅度）变换为 数字量 。

8． 三种核脉冲计数系统： 简单的计数 系统、 单道计数 系统、 符合计数 系统。

9． 处理单元插件标准化分为 NIM 标准 、 CAMAC 标准 、 快总线标准 。

10． 多道分析器获取数据的三种方式是：脉冲幅度分析(PHA)、多路定标(MCS) 和
列表方式。

二、选择题 （共10小题，共20分）
1. 由n 节放大节组成的放大器上升时间与各放大节上升时间的关系为tr=( B ) (A) 1
2r r rn t t t +++
(C) 12r r rn t t t ⨯⨯
⨯
(D) {}12,,r r rn MIN
t t t
2. 下面哪种说法是正确的（C ） (A ） 2
()()m CR RC -双极性滤波成形与()()m CR RC -单极性成形相比信噪比要好。

(B) 2
()()m CR RC -双极性滤波成形的基线偏移和涨落很大，在高计数率下得到的能量分辨
率低。

(C) ()()m
CR RC -单极性滤波成形的基线偏移和涨落都较2
()()m CR RC -双极性滤波成
形的要小，在高计数率下得到的能量分辨率高。

(D) 2
()
()m CR RC -双极性滤波成形的脉冲顶部较尖，弹道亏损较大，对后接幅度分析器的
测量精度不利。

3. 关于谱仪放大器中采用负反馈的作用，下列哪种情况是错误的（D ） (A) 放大倍数的稳定性增大了(1)o A F +倍。

(B) 放大器的上升时间减少了(1)o A F +倍。

(C) 放大器的频率响应增加了(1)o A F +倍。

(D) 放大器的噪声降低了(1)o A F +
倍。

4. 通常放大器的输出阻抗比较小，以便能适应在不同负载情况下工作，为与输出电缆匹配使用，输出阻抗一般取（ D ）。

(A) 20Ω (B) 30Ω (C) 40Ω (D) 50Ω 5. 双极性高斯成形一般组成为（C ）
(A) 一次微分一次积分电路 (B) 两次微分两次积分电路 (C) 两次微分多次积分电路 (D) 两次积分多次微分
6. 一个幅度为3.0伏的输入信号，经过道宽为3mV 的8192模数变换后，得到的道址为（ A ） (A) 1000 (B) 2000 (C) 1550 (D) 3000
7. 极零相消电路的功能是（D ）
(A) 基线恢复作用 (B) 消除零基线
(C) 消除信号函数的极点 (D) 消除单极性信号下冲
8. 理想的最佳滤波器是指在理论上来说此滤波器（D ）
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(A) 波形满足后续设备的测量 (B) 噪声最小 (C) 干扰最小 (D) 信噪比最大
9、 已知一个电荷灵敏前置放大器的开环放大增益为50DB ，反馈电容为2PF ，反馈电阻为20M ，可估算其变换增益为（ B ） (A) 11
510
/V C ⨯ (B) 1210/V C (C) 12
510/V C ⨯ (D) 10510/V C ⨯
10、 反符合电路的逻辑函数可以表述为（ C ）
(A) L AB = (B) L A B =+
(C)L AB = (D) L AB =
三、名词解释与简答题（共6小题，共35分）
1、 核电子学与一般电子学不同之处在哪里？（本题4分）
答：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。

2、 电荷灵敏，电压灵敏，电流灵敏三种前置放大器特性，各适于哪方面应用？（本
题6分）
答：电荷灵敏：由高增益放大器与反馈电容构成的一个电流积分器，用于能谱测量系统；
电压灵敏：对电流信号的积分是在放大前由无源电路实现，一般用于探测器输出信号较大精度不高的系统；
电流灵敏：频带要求很宽，放大器的输出信号在形状和宽度上与探测器电流信号相近，主要是快放大器。

3、 电荷灵敏前放比电压灵敏前放有什么优点，为什么把反馈电容称为积分电容，其作用是什么？（本题7分）
答：从电荷灵敏放大器的输入端来看，加了反馈电容以后，其输入电容为 其中A0为开环增益，一般的，有C i 《A 0C f ,所以 V om =Q/C f ,仅取决于Q,C f 的值，不随C i 或A 变化，这是它的最大优点，由于电荷最终都储存在Cf 上，所以Cf 称为积分电容。

而电压灵敏放大器的 ,其Vi 的幅度为Q/Ci,而Ci ＝Cd ＋Cs ＋Cai ，
而些电容很容易受到外加偏压，引线长短，元件位置，放大器输入电容，工作电容的影响，所以对高精度的谱仪系统显然是不合适的，但对于精度不高的系统由于结构简单也常被采用。

4、 什么是信号的峰堆积和尾堆积？对输出信号的幅度产生什么影响？引起什么样的谱形畸
变？（本题6分）
答：其它信号尾部或峰部影响信号峰值。

影响：增加幅度。

引起峰值右移，出现假峰。

☐ 峰堆积使谱线峰值技术下降,分辨变坏,可能出现假峰,如果nTw 比较小的话,可以减小峰
堆积.
☐ 由于尾堆积信号出现时间很长,造成基线涨落,谱线位移,如果输出波形的宽度很小而且
尾部持续时间较短的话可以减小尾堆积.尤其是在高计数率的时候,要尽可能的减小信号宽度.
5、 试述谱仪放大器的幅度过载特性的含义、计数率过载的含义，以及二者产生的原因和引起的
后果的区别。

（本题6分）
答：放大器在工作超出范围很大时放大器在一段时间内不能正常工作的现象称为放大器的幅度过载。

在放大器中，由于计数率过高引起的脉冲幅度分布的畸变称为放大器的计数率过载。

幅度过载造成死时间内放大器的器件有的饱和，有的截至，产生测量误差。

而计数率过载，由于信号堆积造成谱线严重的畸变，谱线展宽，峰位偏移，甚至出现假峰。

6、 脉冲幅度甄别器的功能是什么？（本题6分）
答：脉冲幅度甄别器是将输入模拟脉冲转换成数字逻辑脉冲输出的一种装置。

理想的脉冲幅度甄别器具有以下功能：
当一个输入脉冲的幅度超过一定的阈电平时，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平则无输入脉冲。

四、分析计算题（共4小题，共25分）
1、如何调整如图所示的电路的参数，使之能够达到极-零相消的目的？（本题8分）
f i C A C C )1(0if ++=)
()(/t u e
C Q t V i
t i
i τ
-=
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答：()1
1
i V s s τ=+
， ()2212121
111R s sc
H s s s R R sc
τττ+
+==++++ 故
()22121222
1
11
1
1111O s s V s s s s s s ττττττττ
ττ+
+==
++++++
“极”“零”相消，即1
s τ
+与21s τ+相消，所以当τ=τ
2
时满足，即τ
=R 2C.
2、下图电路中，若输入电压V i (t)=δ(t)，求输出电压信号()o V t ，并画出波形图，其中A=1为隔离用。

（本题8分）
解
：
2
1
1()111o R
s
sc
V s RC R R s sc sc sc ==⎛⎫++
+ ⎪⎝
⎭
由
()
()2
1t
s
t e s ααα--+，得：
01()1t
RC
t V t e RC RC -⎛⎫=- ⎪⎝⎭
3、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时i(t)=Q ×δ(t)，求： （1） ()o V t 的一般表达式？
（2） 当1f C pF =，910f R =Ω时，画出大致波形并与f R →∞时作比较。

（假设A 为理
想运算放大器）。

（本题9
分）
1
f f
C sC ->
()()()i t t I s Q
δ=->=1）求Vo(t)的一般表达式
（2）当C f =1pF, R f =109
Ω时，画出大致波
形并与R f →∞时作比较。

（1）∵()11//1O f f f f f Q V s Q R sC C s R C ⎛
⎫ ⎪⎛⎫ ⎪=-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝
⎭+
⎪⎝⎭
∴()f f
t R C O f
Q V t e
C -
=
（2）R f C f =109
×10-12=10-3
(S)。