核电子学与核仪器课件17
核电子学课件 PPT

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。
怎样用单道脉冲幅度分析器来获得微分谱?
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
电路的基本工作原理: 上甄别器
VU=VL+VW VU
G1
v1
H=VU -VL
VU
VL
v1
vo
VL VL
下甄别器
vo
G2
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
vU
存在问题: v1 v1
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。
甄别器及其工作波形
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
简称:(单道)
(Single Channel Analyzer)L
VU
VL
用途:限定信
号的幅度范围。 v1
vo
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 几个概念 1)上阈:VU 下阈:VL 2)道宽与阈 道宽:上下阈之差 VW= VU -VL
核医学仪器设备PPT课件

核医学仪器设备
1
第一节 核医学仪器分类及原理
8
三、断层图像的重建
SPECT常用的是 1、滤波反投影法
2、迭代法:核医学图像重建的首选方法。
9
四、仪器性能指标
1、γ相机性能指标:5点 2、SPECT断层性能指标:3点
10
11
主要临床应用
▪ 骨骼显像 ▪ 心脏灌注断层显像
▪ 甲状腺显像
▪ 局部脑血流断层显像 ▪ 肾动态显像及肾图检查 ▪ 阿尔茨海默症早期诊断
1、能峰测定:每日
2、每日均匀性:每日 3、旋转中心校正:定期
19
二PET/CT部分
1、本底检测 2、空白均匀性扫描
3、标准化设定
4、剂量与SUV值校正 5、PET图像与CT图像的配准校正
20
21
一、设备分类
1、活度计 2、放射防护仪器
3、显像设备
4、计数和功能测定仪器(非显像测定仪器) 5、体外分析仪器
2
二、射线探测的基本原理
1、射线探测的基本原理是以射线与物质相互作用为基础并根据使 用目的而设计,概括其原理主要有:
(1)、电离作用:通过探测器收集和计量射线电离时产生的大量+、 -离子,反映射线的性质和活度。收集电离电荷的探测器常由电离 室或者计数管组成。 (2)、荧光作用:闪烁体接受射线能量而进入激发态,当激发态 的原子退回至低能态时可发出荧光,探测器收集、计量,从而反映 射线的能量和数量。 (3)、感光作用:射线可使感光材料感光,通过感光强弱反映射 线的强度。
核电子学基础 ppt课件

频域卷积
若 Z[ x( n)] X ( z ) 1 Z[h( n)] H ( z ) z 1 则 Z[ x( n)h( n)] X ( ) H ( v ) v dv C 1 2 j v
PPT课件 16
3、Z变换的性质
帕色伐尔定理
若 Z [ x( n)] X ( z )
*
Z [h( n)] H ( z )且令z e j
1 则 x ( n )h ( n ) 2 n=-
2
X ( ) H * ( )d
当x ( n) h( n)时,上式变成
n=-
1 x ( n) 2
2
X ( ) d
PPT课件 17
3、Z变换的性质
PPT课件 14
3、Z变换的性质
z域尺度变换
若 Z [ x ( n)] X ( z ) z 则 Z [a x( n)] X ( ) a
n
时间反转
若 Z[ x(n)] X ( z ) 则 Z[ x( n)] X ( z )
PPT课件 15
3、Z变换的性质
时域卷积
若 Z[ x(n)] X ( z ) Z[ y(n)] Y ( z ) 则 Z[ x(n)* y(n)] X ( z )Y ( z )
u( t t 0 )
1 1 j t0 W XY ( ) X ( )Y ( ) பைடு நூலகம் e j j
*
1 j t0 2 e 2
PPT课件
24
2、信号相关分析
信号的自相关函数
为了确定信号 x(t) 与其时移副本 x(t-τ) 之间的差别 程度或相似程度,定义了自相关函数
核电子学与核仪器

1.解释:核辐射探测器辐射探测器是将入射射线的信息(能量、强度、种类等)转换成电信号或者其它易测量信号的转换器,即传感器或换能器。
是用来对核辐射和粒子的微观现象,进行观察和研究的传感器件﹑装置或材料。
2.核辐射探测的主要内容有哪些?辐射探测的主要内容有:记录入射粒子的数量(射线强度),测定射线的种类,确定射线的能量等。
应用要求不同,探测的内容可能不同,使用的辐射探测器也可能不同。
3.常见的核辐射探测器按工作原理可分成哪几类?常见的辐射探测器,按工作原理可分成以下几类:①利用射线通过物质产生的电离现象做成的辐射探测器,例如,电离室、半导体探测器等。
②利用射线通过物质产生荧光现象做成的探测器,例如,闪烁计数器。
③利用辐射损伤现象做成的探测器,例如,径迹探测器。
④利用射线与物质作用产生的其他现象,例如,热释光探测器。
⑤利用射线对某些物质的核反应、或相互碰撞产生易于探测的次级粒子做成的探测器,例如,中子计数管。
⑥利用其他原理做成的辐射探测器。
4.闪烁计数器由哪几个部分组成?答:闪烁计数器由闪烁体和光电倍增管等组成。
5.核辐射探测器输出的脉冲,其哪些参量与射线强弱、能量大小有着什么样的定性关系?入射射线强时,单位时间内产生的脉冲数就多一些;入射粒子能量大时,产生的光子就多,脉冲幅度就大一些,从这些情况便可测知射线的强度与能量。
6.对用作核辐射探测器的闪烁体有哪些要求?①闪烁体应该有较大的阻止本领,这样才能使入射粒子在闪烁体中损耗较多的能量,使其更多地转换为光能,发出较亮的闪光。
为此,闪烁体的密度及原子序数大一些对测量γ射线是合适的。
②闪烁体应有较大的发光效率(也称转换效率)。
③闪烁体对自己发出的光应该是透明的,这样,闪烁体射出的光子可以大部分(或全部)穿过闪烁体,到达其后的光电倍增管的阴极上,产生更多的光电子。
④闪烁体的发光时间应该尽可能短。
闪烁体的发光时间越短,它的时间分辨能力也就越强,在一定时间间隔内,能够观测的现象也就更多,可以避免信号的重叠。
核电子学与核仪器课件2[1]
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核电子学与核仪器课件2[1]
一、气体探测器
n 1.2电离室的工作机制
¨ 电离室的工作方式 (1) 脉冲型工作状态
记录单个入射粒子的电离效应,处于这种工作状态 的电离室称为:脉冲电离室。
(2) 累计型工作状态
记录大量入射粒子平均电离效应,处于这种工作状 态的电离室称为:累计电离室。
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对不同的气体,W大约为30eV。
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核电子学与核仪器课件2[1]
一、气体探测器
n 1.1气体中离子与电子的运动规律
¨ 电子与离子在气体中的运动
当存在外加电场的作用情况时,离子和电子除了与 作热运动的气体分子碰撞而杂乱运动和因空间分布 不均匀造成的扩散运动外,还有由于外加电场的作 用沿电场方向定向漂移。
一、气体探测器
n 1.1气体中离子与电子的运动规律
¨ 气体的电离与激发 入射带电粒子与靶原子的核外电子通过库仑作用, 使电子获得能量而引起原子的电离或激发。 入射粒子直接产生的离子对称为原电离。初电离产 生的高速电子足以使气体产生的电离称为次电离。
总电离 =原电离+ 次电离
电离能W:带电粒子在气体中产生一电子离子对 所需的平均能量。
n 入射粒子通过电离、激发等效应而在探测器 中沉积能量;
n 探测器通过各种机制将沉积能量转换成某种 形式的输出信号。
•辐射探测器学习要点(研究问题):
• 探测器的工作机制; • 探测器的输出回路与输出信号; • 探测器的主要性能指标; • 探测器的典型应用。
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核电子学与核仪器课件2[1]
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核电子学与核仪器课件2[1]
一、气体探测器
《核电子学》课件——核电子学中的仪器标准

NIM信号标准
慢线性信号标准: 幅度:0~1V 或0~10V; 上升时间:50ns; 宽度:0.5~100s; 输入阻抗、输出阻抗无统一标准,现有插件(ORTEC)
中一般为输入阻抗1k,输出阻抗一般有两种:前面板 为<1,后面板93
快线性信号标准: 幅度:0~ -1V,0~ -5V或 0~ -10V; 上升时间:<50ns; 宽度:<1s; 输入阻抗50,输出阻抗很大或<1。
• CAMAC标准
核电子学领域的专业总线,没能在其他领
• FASTBUS 标准 域得到推广
• VME-VXI标准 • PCI-PXI标准 • USB标准
工业界的通用总线,近年来广泛应用于 核电子学领域
重点: 1. 核电子学仪器标准在哪些方面提出了规范要求?
机械标准、电气标准和总线标准 2. 几种典型的标准
Nuclear Instrument Module
最早提出的核电子学插件化的标准。NIM标准是在 计算机大量普及前制定的,因此,一般用于模拟 信号处理系统。
目前,除了前置放大器之外,所有进行模拟信号 处理的设备以及模数变换、计数电路等设备,在 国内外也都按NIM标准设计和生产。
NIM标准的确立大大提高了核电子学仪器的机械 互换性和电气互换性。
核电子学中的仪器和总线标准
NIM(-GPIB)标准: CAMAC标准 FASTBUS 标准 VME-VXI标准 PCI-PXI标准 USB标准
最早发展起来的核电子学标准,模拟仪器 核电子学领域的专业总线,没能在其他领 域得到推广
工业界的通用总线,近年来广泛应用于 核电子学领域
NIM标准
输入阻抗、输出阻抗 50
**由于信号的快上升时间,在负的快逻辑信号处理中必须 考虑电缆匹配的问题。
核电子学课件 PPT

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。
脉冲幅度积分谱
脉冲幅度微分谱
一、脉冲幅度甄别器
一、脉冲幅度甄别器
• 1.2脉冲甄别器电路实例
甄别器电路类型很多,常用的甄别器电路有二极管甄别 器、射极耦合触发器(施密特电路)、交流射极耦合触发器 、集成电压比较器和隧道二极管甄别器。
只有在要求不高时才用二极管甄别器。隧道二极管具有 极高的速度,所以用来构成快甄别器。集成电压比较甄别 器具有电路简单、调整方便、稳定性好、灵敏度高、速度 快等特点。
核科学技术学院 核技术系
核电子学
第四章脉冲幅度分析
§1.脉冲幅度甄别器 §2.单道脉冲幅度分析器 §3.幅度—数字变换
基 本
§1.脉冲幅度甄别器 §2.单道脉冲幅度分析器
内 §3.幅度—数字变换
容
掌握:脉冲幅度甄别器的结构和工作原理,单道脉冲幅度 分析器的结构和工作原理、电路分析,线性放电法模数变 换器的工作原理,电路分析。 了解:逐次比较型模数变换器及闪电型模数变换器。 了解:模数变换的类型和工作原理,模数变换器的使用。
核电子学与核仪器课件

一、概述
1.3放大器的基本参量及测量方法
放大器的幅度过载特性
抗过载性能可用“过载恢复时间”来表示。其定义: 在给定过载程度的条件下,放大器输出波形回到基线 并保持在基线附近最大额定输出电压±1%的一个带内, 小信号增益已回到正常时所需要的时间。然而,由于 过载引起的下冲还与放大器的成形电路时间常数、输 入脉冲宽度有关,故通常是在一定成形时间常数下, 抗过载性能的表示:规定过载脉冲幅度为最大线性输 入幅度的多少倍,过载恢复时间则以不过载时的脉宽 多少倍来度量。
t'2 r2
t'2 rn
上升时间与带宽的关系: 快的上升时间相应有宽的频带,
0.35 f
tr
因此核测量用的脉冲放大器通常 是一个宽带放大器,而采用负反 馈是提高放大节上升时间很有效 的方法。
一、概述
1.3放大器的基本参量及测量方法
其它类型的一些放大器 (1)偏置放大器
(2)快脉冲放大器
快脉冲放大器是放大特别快的信号,往往要求在时间 信息方面使用。
An
1
Rf R
信噪比对比:
AS R f AS R R f
信号从同相端输入
An 1 An
二、谱仪放大器的放大节
2.2分立元件构成的 放大节电路
(1)采用差分放大器 作为输入级,可以提高 电路的抗过载性能。
二、谱仪放大器的放大节
2.2分立元件构成的 放大节电路
(2)采用交直流分开的 负反馈。从交流反馈来 看是电压串联负反馈, 故具有电压串联反馈的 一切优点。
放大器输出信号的形状,取决于成形滤波电路,所 以放大节上升时间必须比滤波成形电路的上升时间 小得多。
一、概述
1.3放大器的基本参量及测量方法
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核电子学与核仪器课件17
符合曲线测量装置及符合曲线
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核电子学与核仪器课件17
三、符合
n 3.2符合电路
¨ 慢符合电路
n 慢符合电路的分辨时间范围 大概为10ns到10μs之间。慢 符合电路单元大多用与非门 作成。
n 实际符合电路都需要一个比 较好的输入成形级,使输入 信号成形为宽度相同且稳定 的脉冲信号。
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核电子学与核仪器课件17
¨ 快信号传输和传输电缆
n 在使用电缆传输信号时,需要区分所传输的脉冲 信号是快脉冲还是慢脉冲。由于所用电缆的传输 速 度 一 般 为 vp=3.3ns/m , 所 以 信 号 在 电 缆 中 的 传 输时间为:t=vp·l。信号的上升时间tr<t为快脉冲; 上升时间tr>t为慢脉冲。
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核电子学与核仪器课件17
三、符合
n 3.1符合方法
•分辨时间:能够产生符合输出 的几个输入端脉冲之间的最大 时间间隔。
符合单元的工作波形
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核电子学与核仪器课件17
三、符合
n 3.1符合方法
符合电路所能识别的“同时”,不是严格的同时, 只表明两输入脉冲的到达时间在一定范围内。所 以tW越大,发生偶然符合的概率就越大。但是, tW也不能选得太小。由于探测器输出信号存在时 间涨落和实际的时检电路存在时间移动和晃动, 真符合事件产生的两信号可能不同时到达符合电 路,在tW过小时将有真符合计数损失,所以要根 据实际条件合适选择tW。选择时主要考虑的问题 就是真符合效率和偶然符合计数率。
¨ 起-停型时幅变换
时间间隔变换成脉冲幅度的最简单方法是在起始信号 与停止信号之间的时间间隔内,用恒定电流充电的方 法。
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核电子学与核仪器课件17
四、时间量变换方法
n 4.2时间-幅度变换
时幅变换原理电路框图
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核电子学与核仪器课件17
四、时间量变换方法
n 4.2时间-幅度变换
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•输 入 端 成 形 电 路
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核电子学与核仪器课件17
三、符合
n 3.2符合电路
¨ 快符合电路 快符合电路单元是用高速元器件(高速隧道二极管、 高速二极管)做成的。
PPT文档演•模隧板 道二极管基本符合单元
•相加型共核电基子学极与核快仪器符课件合17 电路单元
n 对于快脉冲的传输,特性阻抗的匹配时很重要的。
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核电子学与核仪器课件17
三、符合
n 3.3快信号的传输和纳秒延迟器
¨ 纳秒延时器 信号在传输过程中会产生时间延迟。除了传输延 迟外,信号在任何加工处理过程中都会产生延迟。 信号的时间延迟是信号传输和加工的一个普遍现 象。对于时间测量系统,这些延迟会影响时间测 量结果。
四、时间量变换方法
n 4.1时间分析
用上述的方法测量一个时间分布要花费很多时间,同
时也带来仪器长期稳定性问题,而且放射性活度的变 化也会影响到测量结果。为此,需要一次测量就能得 到时间间隔分布的多道时间分析器。
用多道时间分析器进行时间分析,与用多道脉冲幅度
分析器进行幅度分析类似,首先要将时间间隔作为数 字编码,然后对数字化信息进行统计和分析。多道分 析器在一次测量中能将具有各种时间间隔的脉冲对进 行分类。
核电子学与核仪器-课件 17
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2020/11/19
核电子学与核仪器课件17
本堂课主要内容
n 三、符合
3.1符合方法 3.2符合电路 3.3快信号的传输和纳秒延时器
n 四、时间量变换方法
4.1时间分析 4.2时间-幅度变换 4.3时间-数字变换
n 五、脉冲波形甄别
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核电子学与核仪器课件17
¨ 起-停型时幅变换 在前面的讨论中,都假设在测量时间间隔时,每 个起始信号都对应一个停止信号。但是,在实际 工作中,起始道对应的探测器和停止道对应的探 测器的探测效率不会完全相同,所以一个探测器 探测到的核辐射信号在另一个探测器可能探测不 到,因此,在时幅变换中,除了有起有停情况外, 还有另外两种情况:一个是有起始信号无停止信 号;另一个是有停止信号无起始信号。
•纳秒延迟器一般由 延迟电缆和开关组 成。
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核电子学与核仪器课件17
四、时间量变换方法
n 4.1时间分析
时间分析是分析一个核态与另一个核态之间的时间关 系,也就是测量核事件的时间间隔概率密度分布。一 个为起始事件,另一个事件为停止事件,两个事件相 对时间间隔大小是随机分布的。在电子学上,就是测 量相应的起始信号和停止信号之间时间间隔的分布。
一般,两个信号之间的时间间隔分布可用延迟符合方
法获得。延迟符合测量是改变两道符合输入信号之间 的相对延迟时间td,测量其相应的计数。设符合电路 分辨时间为τ,则对于延迟时间td,符合电路只选择那 些时间间隔落在td±τ中的脉冲对加以记录,逐点改变 td,就可以测得延迟符合曲线。
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核电子学与核仪器课件17
三、符合
n 3.1符合方法
符合测量是辐射探测中的一种常用和基本的技术。 可用于确定两个或多个电离事件的同时性或时间 上的相关性。符合测量分正符合测量(简称符合 测量)和反符合测量。
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•符合方法方框图
核电子学与核仪器课件17
三、符合
n 3.1符合方法
理想的符合是指两个事件在时间上是完全重合的,但 实际上这是不可能的,因为任何一个核时间都有一定 的时间过程,所以实际的符合是指事件在一定的时间 间隔内的重合。 符合单元的基本逻辑功能相当于一个数字门电路。
目前,时间间隔数字编码的主要方法可分为两类。一 类是时间-数字变换,另一类是时间-幅度变换。
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核电子学与核仪器课件17
四、时间量变换方法
n 4.2时间-幅度变换(TAC)
实现时间-幅度变换就是把时间间隔的长短变换成幅 度的大小。按工作原理的不同,可以把时幅变换分成 两类:起停型信号的传输和纳秒延迟器
¨ 快信号传输和传输电缆
n 在核电子学中,快信号在各个部件之间传输是由传输 电缆完成的。一般,信号在电缆中传输的速度为光速 的66%。若为延迟电缆,则中心导线是螺旋形的。
•电缆的主要特性有特性阻抗、 单位长度电容和衰减系数。 当电缆与高压连接的时候, 还需注意电缆的耐压大小。