核电子学实验组(16学时)实验指示书(2017春)

（3）调好输入信号
实验设备大都是在一定输入信号作用下运行的。输入信号是否正确常常是能否得到正确实验结果的重要前提。在进行核电子学实验时，尤其是在利用多个单元来组成实验系统时，所有输入到各单元的信号都必须经过预先测定，调到所需参数。
（4）检查测试条件
实验中所用的核电子学仪器，面板上有许多旋扭，少的几个，多的几十个。在正式测取实验数据之前，一定要仔细检查所设置的实验条件是否正确。
附：①原理图见下页。
②各芯片管脚图
※NIM（Nuclear Instrument Module）标准认识NIM电源、NIM插件认识实验
对照“常用的几项NIM标准”了解实验中所用的NIM电源、单插宽BH1218线性放大器、FH1013精密脉冲发生器、单插宽FH1001线性放大器……等实物；注意观察其后面板的电源插头及前面板对电源要求的标识。
③使输入信号幅度的大小大于上阈，重复②。
④定量调节电位器W1、W2，定量观察并定量测阈值和道宽的变化。做好记录。将调节范围与预习结果对比。
（2）、开关K转换至“对称”情况：
①观察上、下阈及道宽的变化。
②定量调节电位器W1、W2，定量观察、定量测阈值和道宽的变化，
（选做）自查故障练习。（由实验辅导老师提供故障电路）
在实验里，同学们既要运用已学过的理论来指导实践，又要从丰富的实验现象中总结提高而扩大理论知识，还要注意学习电子学的实验技能和工作方法；在实验过程中要养成尊重事实，耐心探索，严格认真，刻苦钻研的科学作风；养成爱护实验设备，保持环境整洁的习惯。
对于没有学过《核电子学》的同学，也可以通过实验学习到一些简单核仪器的工作原理和使用方法。
（2）弄清由“LM324低功率四运放”组成的为上、下甄别器提供直流偏置电压的电路。（8腿、7腿之输出）。上、下甄别器的直流偏置电压间的组合确定单道的阈值和道宽。阈值和道宽的调节方式分为“对称”式和“不对称”式两种；由转换开关K的位置来设定。当K设定在“不对称”式时，上、下甄别阈分别为“VL+H”和VL；K设定在“对称”式时，上、下甄别阈分别为“VL+H”和“VL－H”。电压VL和H分别由电位器W2和W1来调节。问：
③读数时要求读准到合理的有效数字。记录了的数字不要涂涂改改，欲改动时就彻底划掉重写。
④在观察和记录实验结果时，同学们要养成老老实实和理论联系实际的作风，要避免读数有一定偏向、主观谋求“与理论计算吻合”而不尊重客观实际。
（三）写报告
在做完全部实验内容后，同学们要认真进行一番总结，如果同学们在实验过程中理论和实践结合得好、工作方法科学，积累比较全面的（不是残缺不全）和合乎实际（不是错觉）的实验资料。经过一番整理分析，就不难获得更深刻更完全的核电子学知识。
实验二谱仪放大器（线性放大器，主放大器）
一、目的：
了解谱仪放大器的主要特性，掌握其增益、成形、过载和噪声等特性的测试方法并付诸实测。
二、BH1218谱仪放大器简介：
1．理论准备：以BH1218谱仪放大器做为实验电路。它的工作原理、简化电路请复习《核电子学》。
2．BH218谱仪放大器插件前面板图见图1。实验前请结合其性能特点大致了解面板上每个控制部件的用法，以便实验进行得较深入。
（2）尤其需确定+12V、－12V、、+5V位置之所在；并记住其在接插件（四芯）上所用导线的颜色。（请查清楚线后填好颜色）
2．调好+12V、－12V、+5V三组电源，按下图方法正确接入线路中。接好后测各芯片有关电源电压，无误后再进入后边实验。
3．调电位器W1、W2，使其滑动端电位分别为“－0.5V”和“－2V”，，分别测定“324”四运放各输出端的直流电平，与估算值应一致。
2．在实验各环节对同学的要求
（一）预习
在预习阶段，同学们要按实验指示书的要求理解实验目的，看懂实验任务，完成必要的计算。预习是实验的理论准备阶段，预习好坏关系整个实验的质量和效率。同学们应耐心地、认真地充分做好实验预习工作。
预习应达到下面几个具体要求：
（1）对实验结果进行了预计。
（2）选好各测试项目所需的信号参量。脉冲信号参量一般指：极性、幅度、宽度、周期、上升时间，应按各实验的具体要求进行合理的选择。
对实验报告的一般要求是：
（1）书写整齐，纸张大小一律用16开。
（2）预习报告（除非有更改）不必重抄指示书。但必须将用到的数据算出。
（3）数据表格要整理。
（4）实验曲线应画在方格纸上，坐标比例尺要选得合适，数据点要点得精确，并用曲线板画出合理的光滑曲线，以便于得到比较清楚的重要概念和从曲线上求出某些参量。曲线一定要标明曲线名称，测量条件，坐标轴上要标明物理量名称（符号）及单位。
3．按需要进行调节。粗调由多投开关按10、20、50、100、200、500分档调节；细调由十圈电位器线性连续调节，细调调节范围（0.5-1.5）倍，总增益由粗、细调共同决定。实际的增益应以实际测量为准。
4．极性选择开关的作用：BH1218放大器可输入正脉冲或负脉冲。对任一极性的输入脉冲，极性选择开关放于“+”时得到同相输出；放于“-”得到反相输出。正、负输出脉冲的额定值为10V。例当极性选择开关放“+”时，输入的 跳变沿对应的输出脉冲的极性为“+”脉冲。对应 输出为“负”脉冲信号。在实际实验中，因信号发生器输出为连续的矩形波，所以不可避免地有 正沿和 负沿同时存在 。所以不管极性选择开关置于“+”还是“-”，输出均有对应极性选择开关的“+”脉冲和“-”脉冲（置“+”时）或相反（置“-”时）。如下页图：
7．审查数据和波形：实验内容做完后，整理实验数据和波形。检查数据和波形是否齐全？与预习结果比较，判断其工作是否正常？最后注意的问题是：此“单道脉冲幅度分析器”实验板是否起到了选择脉冲幅度范围的作用。……最后将简洁的数据、波形交给老师，质疑认可后实验才算完成。
8．最后，有意见或建议、改进方法等请尽力提供给老师。以更好的充实内容，改进实验，使做过实验的同学有更大的收获。谢谢提意见及建议的同学。（可以任何方式提。）
（3）画好预期波形图。
每组波形应按比例画在具有同一时间坐标的方格纸上，标明坐标、单位及主要测试条件。
（4）画好数据记录表格，事先考虑好测量条件和应选取的量测点。
（二）实验
（1）了解实验设备
了解所用实验设备的型号、各调节旋扭的功能和调节范围；信号输入输出插座位置等。
（2）熟悉仪器性能
实验仪器主要分三类：供电设备（例如稳压电源）、信号产生设备（函数发生器等）、测量设备（示波器、万用表等）。因为实验现象是线路特性和仪器特性的综合表现，因而要了解仪器指标及使用要求；并在实验后按照指导教师要求，记下有关实验仪器、装置的编号，以便必要时核对数据。
①小于下阈；
②大于上阈；
③在道宽内三种情况下这个单道幅度分析器的工作情况。
三、实验内容：
1．先不加电源，首先对照电路图检查实际电路。
（1）熟悉电路实验板
①找到阈、道宽调节电位器；
②找到设定“对称”、“不对称”方式的开关K；
③熟悉各芯片的位置；
④找到信号输入端；
⑤找到各波形测试点
⑥其它元器件等等。……
6．动态定量测量：
（1）在“不对称”方式时：
①调电位器W1、W2，使其滑动端电位分别为“－0.5V”和“－2V”，用示波器观察波形的办法，直接定量测定单道的阈值和道宽。
②使输入信号的幅度大小在道宽范围内（大于下阈、小于上阈），测定上述各关键点的动态波形并详细记录之。尤其需仔细记录好各波形间的时间关系，以明确各波形的时序，与预习所画波形对照思考。为记录好波形的时序，则必须使示波器的CH1与CH2通道的波形同步。此时可用“外触发”工作方式（前已介绍）。
（5）实测波形应认真绘制在方格纸上。（输入、输出形时间一定要对应好）
（6）所有实验结果要和理论进行比较，分析差别原因。讨论分析一定要从实际结果出发，切忌为达某一结论而修改事实。
3．在实验中要注意经济观点，勤俭节约。
实验一单道脉冲幅度分析器
一、实验目的：
单道脉冲幅度分析器是核电子学常用的幅度选择设备。“单道”运用了线性运放、电压比较器及数字逻辑电路等。通过实验，进一步训练同学查线路、调试线路的能力；通过实验，更好地掌握单道脉冲幅度分析器的原理、特性和典型应用；学习测试其性能的方法。完基本内容的同学经教师同意后可做提高内容。
7．实验室内保持安静，不安排统一休息时间。
8．保持环境整洁，书包衣物存放整齐，下课前整理接线，工具，关好仪器（不必拔电源插销），放好凳子。
实验课要求
1．为什么要做核电子学实验？
同学们在课堂上学到的是核电子学的基本理论知识和实践经验。这些知识和经验大都经过了科学实验和生产实践的验证，同学们应该努力掌握。但是，对于同学们说来，这些知识还是抽象的间接经验的东西。这些东西本身有些也是对客观现象进行简化后的近似描述。要直接地具体地比较全面地认识核电子学的各种现象及其规律，并能运用这些规律着手解决实验问题，就必须亲身实践。同学们在日常生活经历里，很少看到电子线路中的现象，不熟悉电信号的传递、处理和变换规律。因此，要学习好电子学，必须进行实验。
二、预习要求：
1．预习核电子学讲义中有关部分，了解单道脉冲幅度分析器的功能和技术指标，掌握其简化电路的工作原理和各处波形时序。
2．阅读实验用的“单道脉冲幅度分析器”的电路图（见后）。解答下列问题：
（1）弄清由“双电压比较器LM319”构成的上、下甄别器的工作原理，在给定的B点波形条件下，请分别画出上、下甄别器（7腿、12腿处）输出波形。[注：∵LM319高速双电压比较器为开路集电极输出，∴为了让其正常工作，必须在其输出端接“上拉电阻”（图中二个12KΩ电阻）至+5V处。]
4．参考预习材料中关于单道脉冲幅度分析器的内容。确定你组的关键测试点为哪几个？测试并纪录其关键点的静态工作点。与估算值应一致。
5．动态定性测量：