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核电子学复习整理

第一章

一、名词解释

探测效率：探测器探测到的粒子数与此时实际入射到探测器中的粒子总数的比值。

散粒噪声：（在电子器件或半导体探测器中）由于载流子产生和消失的随机涨落形成通过器件的电流的瞬时波动，或输出电压的波动，叫做散粒噪声。

分辨率：识别两个相邻的能量、时间、位置（空间）之间最小差值的能力。（主要有能量分辨率、时间分辨率、空间分辨率）

死时间校正：在监察信号的时间T Ip内，如果再有信号输入都要被舍弃，因此监察时间就是堆积拒绝电路所产生的死时间。计时电路就不应该把这个时间计入测量时间，而应从总的测量时间中扣除这个死时间得到活时间。由测到的总计数除以活时间就是信号计数率。这种办法称为死时间校正。

二、填空题

1.核电子学是核科学与电子学相结合的产物；

2.探测器按介质类型及作用机制主要分为：气体探测器、闪烁体探测器、半导体探测器；

3.核电子学中主要的噪声指三类：散粒噪声、热噪声、低频噪声；

4.核辐射探测器的输出信号特点是：随机分布的电荷或电流脉冲。（时间特性、幅度上是非周期非等值的）；

5.功率谱密度为常数即S(W)=a的噪声为白噪声。

三、简答题

1.简述核电子学的信号特点。

答：1.随机性；2.信号弱，跨度大；3.速度快。

2.简述白噪声与干扰以及两者的区别。

答：干扰：主要是指空间电磁波感应，工频交流电网的干扰，以及电源纹波干扰等外界因素。（可在电路和工艺上予以减小或消除）

噪声：是由所采用的元器件本身产生的。（可以设法减小但无法消除）白噪声定义为功率谱密度为常数的噪声。

3.降低前置放大器噪声的措施有哪些？

答：1.输入级采用低频噪声器件；2.低温运行；3.减少冷电容C s；4.反馈电阻R f和探测器负载电阻R D选用低噪声电阻，阻值一般在109欧~1020欧左右。

除此之外，用滤波网络来限制频带宽度，也可进一步抑制噪声。

4.构成核电子学的测量系统的三部分是哪些？

答：1.模拟信号获取和处理，2.模数变换，3.数据的获取和处理三个部分

5.简述前置放大器的作用。

答：1.提高信噪比、2.减少外界干扰的影响、3.合理布局，4.便于调节和使用、5.实现阻抗转换和匹配；

第二章

前置放大器的作用与分类？

作用：提高信噪比、减少外界干扰的影响、合理布局，便于调节和使用、实现阻抗转换和匹配；

分类（按输出信号成形方式分）：电压灵敏前置放大器、电荷灵敏前置放大器、电流灵敏前置放大器。

电荷灵敏前置放大器的特性？

变换增益、输出稳定性、输出噪声、输出脉冲上升时间及其稳定性、计数率效应电荷灵敏前置放大器的噪声分析？

对于高分辨率的能谱测量装置，要求探测器-放大器系统的信噪比尽可能高。在放大器中一般只考虑在前置放大器第一级减小噪声，因为第一级产生的噪声为后面各级放大电路所放大，它在决定整个装置的噪声中起着主要的作用。

一般半导体探测器的电荷灵敏前置放大器主要采用噪声较小的结型场效应管作输入级。

第三章

放大器在核测量系统中的作用及其结构？

作用：放大（把小信号放大到需要的幅度）、成形（改造信号的形状）；

结构：极性转换电路、极-零相消电路、积分滤波放大电路、基线恢复电路等

放大器的基本参量？（如下7个）

1. 放大倍数及其稳定性：提高放大倍数的稳定性最有效的方法是采用深度负反馈，负反馈愈深，即A o F 愈大，放大倍数的稳定性越好。

放大倍数定义为：用阶跃电压或上升时间足够小，宽度足够宽的矩形脉冲作为输入信号，在一定的成形电路时间常数条件下，输出脉冲和输入脉冲幅度之比。

2. 线性（积分非线性与微分非线性）：放大器的线性是指放大器的输入信号幅度和输出信号幅度之间的线性程度。积分非线性

微分非线性 3. 噪声与信噪比

4. 放大器的幅度过载特性

一般的讲，引起过载的原因主要与放大器中的耦合电容充放电有关，其解决的办法有：

（1）应尽可能采用直流耦合，从根本上消除电容充放电的现象；

（2）当有耦合电容时，从电路上采用差分输入形式可以具有良好的抗过载性能。

（3）使输入脉冲变窄，从而缩短电容充放电时间；

（4）在输入端加一级限幅电路来限制过载脉冲。

5. 计数率过载特性：在高计数率条件下，由于信号堆积造成了谱线严重的畸变。反映在测量结果中，谱峰展宽，峰的位置发生偏移，甚至出现假峰。

放大器中，由于计数率过高所引起的脉冲幅度分布的畸变称为放大器的计数率过载。

6. 上升时间

7.输入输出阻抗

max max 100%o o V INL V ?=?''

/[1]100%/o i o i V V DNL V V ??=-???

改善放大器线性的方法？

（1）合理选择工作点，在输入信号作用下尽可能减少工作电流的变化。

（2）采用负反馈方法，它可以使放大器的非线性减少到原来的。

谱仪放大器的放大节？

放大节通常由一个高增益的运算放大器和一个反馈网络组成。

放大节的要求可归结为：放大倍数及其稳定性、线性、上升时间和过载特性等。在谱仪放大器中，改善指标的有效办法是采用负反馈方法。

并联负反馈与串联负反馈：谱仪放大器中最常用的反馈形式是电压并联负反馈和电压串联负反馈两种。

图. 并联负反馈图. 串联负反馈

同相输入与反相输入信噪比的区别？

谱仪放大器中的滤波成形

滤波成形的作用：抑制系统噪声，使系统信噪比最佳；使信号形状满足后续分析设备的要求。

对谱仪放大器中的滤波成形电路的要求可以归结为：

（1）通过滤波成形后要求输入和输出应严格保持线性关系；

（2）尽可能提高放大器的信噪比；

（3）减少输入脉冲的宽度，减少堆积和基线的变化，提高电路的计数率响应；

（4）成形后的最后输出波形应适合后续电路的要求；

（5）滤波成形电路应尽可能简单，参数可以调节，以达到最佳效果。

白化滤波器与匹配滤波器：当输入噪声不是白噪声时，最佳滤波器的频率响应H(ω)可由

以下方法导出：白化滤波器

匹配滤波器

最佳滤波器什么是白化噪声？

弹道亏损：当有一定宽度的电流脉冲输入时，在探测器回路中输出信号幅度总小于冲激信号输入时的输出幅度，这种情况称之为弹道亏损。

堆积畸变—放大器输出信号的描述图：

堆积：

极—零相消（定义、传输函数的变化、波形的判断）：在几级相串联的系统中，将前M

t j i e H V d H ωωωω-=)()()(*1*2212()()()H H H ωωω=

级传递函数的极（零）点和后级的零（极）点相消，从而改善输出波形的方法称为极-零相消。

基线恢复（产生原因、对信号的判别标准）：

堆积拒绝方法：对峰堆积的处理方法首先要能够随时发现峰堆积，通常是设法判别信号的时间间隔是否过小，堆积是否发生，然后把发生峰堆积的信号剔除。

前沿堆积后沿堆积

对信号的判别标准：

T>tw-tM两个信号都无幅度畸变。

tM>T>0发生前沿堆积，两个信号都发生畸变。

tw-tM>T>tM发生后沿堆积，前一个信号无畸变，后一个信号发生畸变。

线性门（定义、传输函数）：线性门是传输信号的一个门电路，其作用在控制信号（门控信号）作用下，可以有两个状态。用于时域里信号的筛选或采样。

在高分辨率能谱仪中，影响谱仪能量分辨率的因素有：射线及电荷收集的统计涨落、探测器及放大器的噪声、信号堆积引起的基线偏移。

电子电路综合实验

电子电路综合实验总结报告题目：红外遥控器信号接收和显示的设计实现班级：20100412 学号：2010041227 姓名：涂前日期：2013.04.17 成绩：

摘要：我国经济的高速发展,给电子技术的发展，带来了新的契机.其中,红外遥控器越来越多的应用到电器设备中，但各种型号遥控器的大量使用带来的遥控器大批量多品种的生产，使得检测成为难题，因此智能的红外遥控器检测装置成为一种迫切的需要。在该红外遥控器信号的接收和显示电路以单片机和一体化红外接收器为核心技术，但是,分立元件搭建的电路也可以实现,具体74HC123单稳态触发器、74HC595、STC89C51单片机红外接收器HS0038组成。在本系统的设计中，利用红外接收器接收遥控器发出的控制信号，并通过单稳态触发器、移位寄存器等将接收信号存储、处理、比较，并将数据处理送至数码管显示模块。总之，通过对电路的设计和实际调试，可以实现红外遥控器信号的接收与显示功能。根据比较接收信号的不同，在数码管显示电路及流水灯电路上显示相应的按键数字. 关键词：74HC123单稳态触发器、74HC595、单片机、红外接收器HS0038

设计选题及设计任务要求 1设计选题基于单片机的红外遥控器信号接收和转发的设计实现. 2设计任务要求 ⑴结合数字分立元件电路和红外接收接口电路共同设计的一个红外遥控信号接收系统，用普通电视机遥控器控制该系统，使用数码管显示信号的接收结果。 ⑵当遥控器按下任意数值键时，在数码管上显示其值。例如按下“0”时，在数码管上应显示“00”。

目录第一章系统概述 1.1 方案对比及论证 1.2 总体方案对比 1.3方案对比论证 1.4可行性分析第二章主要器件介绍 2.1 HS0038塑封一体化红外线接收器 2.2 74HC123单稳态触发器 2.3 74HC595 2.4 MC14495 2.5数码管显示第三章硬件单元电路设计及原理分析第四章调试及测试数据分析 4.1 调试的步骤 4.2 调试出现的问题及原因分析 4.3数据测量 4.4 测量仪器介绍及误差分析

(核电子学)堆工方向答案

第1页共4页 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 ）

电路与电子学实验报告

Guangxi University of Science and Technology 实验报告实验课程：电路与电子学实验内容：戴维南定理的验证院（系）：计算机学院专业：软件工程班级：软件班学生姓名：学号：指导教师: 2014年6 月22 日

一、实验目的： 1．验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。 2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二、实验原理： 1.任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看做时一个有源二端网络。戴维南定理指出:任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc,其等效内阻等于该网络中所有独立源均置0（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。 2.有源二端网络等效参数的测量方法（1）开路电压，短路电流法测Ro 在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压Uoc,然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流Isc，则等效内阻为 Ro=Uoc/Isc 如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路，则易损坏其内部元件，因此不用此法。（2）伏安法测Ro 用电压表，电流表测出有源二端网络的外特性曲线，根据外特性曲线求出斜率。Ro=Uoc/Isc,也可以先测开路电压Uoc再测量电流为额定值In时的输出端电压值Un，则内阻为Ro=Uoc-Un/In (3)半电压法测Ro 如图8-2所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。（4）零测法测Uoc 当测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零测法，如图 8-3所示。零测法测量原理是用一低电阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较，当稳压电源的

核电子技术原理第一章课后答案

i C 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 Rf Cf A1V o(t) i(t)

∴()f f t R C O f Q V t e C -= （2） R f C f =109×10-12=10-3(S) 2.4 一个低噪声场效应管放大器，输入等效电容C i =10pF ，输入电阻R i =1M Ω，栅极电流I G =0.1μA ，跨导g m =1mA/V ，C gs <

()24823g i m kT kT df eI df C df Ri g ω=++ 2.6 分析快电荷灵敏前置放大器，（1）画出简化框图（2）分别计算电荷和能量变换增益；（ω=3.6ev/电子空穴对，e=1.6×10-19库仑）（3）估算电路的开环增益（g m =5mA/V , A 3=0.98）（4）估算该前放的上升时间（C a =5pF, C i =5pF ）（2）A CQ =1/Cf=1×1012 V/C A CE =e/(C f ω)=44.4 mv/Mev （3）A 0=g m R 6/(1-A 3)=750 （4）tr 0=2.2R a C a /(1+A 0F 0)=2.2C a (C i +C f )/g m C f =13.2 ns

《核电子学》习题解答 (2)

第一章 1.1 核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信号的特点来说明。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。 1.4 当探测器输出等效电流源/0()t o i t I e τ -=时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R 0C 0<<τ的情况。 V 0(s) = I 0(s)·[R 0∥(1/sc)] = I 0[1/(s+1/τ)]·[R 0(1/sc 0)/( R 0+(1/sc 0)) =( I 0/ c 0)·{1/[(s+1/τ) (s+1/ R 0 c 0)]} ∴ 当R 0 c 0<<τ时，τ－R 0 c 0≈τ ∴

1.5 如图，设，求输出电压V(t)。 1.6 表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ ENV ENC ENN ENE η(FWHM)NE

不是 1.7 设探测器反向漏电流I D =10-8A ，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于I D 的比值。 115.6610A -==? = 35.6610D I -=?= 1.8 试计算常温下（设T=300K ）5M Ω电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为1MHz ），并与1MHz 能量在20pF 电容上的输出幅值作比较。 52.8810V -===? ∵ 2 12 E CV = ∴0.126V V == 1.9 求单个矩形脉冲f （t ）通过低通滤波器，RC=T ，RC=5T ，及RC=T/5，时的波形及频谱。

电子电路综合实验报告

电子电路实验3 综合设计总结报告题目：波形发生器班级：20110513 学号：2011051316 姓名：仲云龙成绩：日期：2014.3.31-2014.4.4

一、摘要波形发生器作为一种常用的信号源，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都需要信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。波形发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号，如正弦波、三角波、方波等，因而广泛用于通信、雷达、导航等领域。二、设计任务 2.1 设计选题选题七波形发生器 2.2 设计任务要求（1）同时四通道输出，每通道输出矩形波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ中的一种波形，每通道输出的负载电阻均为1K欧姆。（2）四种波形的频率关系为1:1:1:3（三次谐波），矩形波、锯齿波、正弦波Ⅰ输出频率范围为8 kHz—10kHz，正弦波Ⅱ输出频率范围为24 kHz—30kHz；矩形波和锯齿波输出电压幅度峰峰值为1V，正弦波Ⅰ、Ⅱ输出幅度为峰峰值2V。（3）频率误差不大于5%，矩形波，锯齿波，正弦波Ⅰ通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%，正弦波Ⅱ通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于10%，矩形波占空比在0～1范围内可调。（4）电源只能选用+9V单电源，由稳压电源供给，不得使用额外电源。

三、方案论证 1.利用555多谐振荡器6管脚产生8kHz三角波，3管脚Vpp为1V的8kHz的方波。 2.三角波通过滞回比较器和衰减网络产生8kHzVpp为1V的方波。 3.方波通过反向积分电路产生8kHzVpp为1V的三角波。 4.方波通过二阶低通滤波器产生8kHz低通正弦波。 5.方波通过带通滤波器产生中心频率为27kHz的正弦波。系统方框图见图1 图1 系统方框图此方案可以满足本选题技术指标，分五个模块实现产生所需的波形，而且电路模块清晰，容易调试，电路结构简单容易实现。

电子电路综合设计实验报告

电子电路综合设计实验报告实验5自动增益控制电路的设计与实现学号: 班序号:

一. 实验名称：自动增益控制电路的设计与实现二.实验摘要：在处理输入的模拟信号时，经常会遇到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情况; 另外，在其他应用中，也经常有多个信号频谱结构和动态围大体相似，而最大波幅却相差甚多的现象。很多时候系统会遇到不可预知的信号，导致因为非重复性事件而丢失数据。此时，可以使用带AGC（自动增益控制）的自适应前置放大器，使增益能随信号强弱而自动调整，以保持输出相对稳定。自动增益控制电路的功能是在输入信号幅度变化较大时，能使输出信号幅度稳定不变或限制在一个很小围变化的特殊功能电路，简称为AGC 电路。本实验采用短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，简单有效地实现AGC功能。关键词：自动增益控制，直流耦合互补级，可变衰减，反馈电路。三.设计任务要求 1. 基本要求： 1）设计实现一个AGC电路，设计指标以及给定条件为：输入信号0.5?50mVrm§ 输出信号：0.5?1.5Vrms; 信号带宽：100?5KHz； 2）设计该电路的电源电路（不要际搭建）,用PROTE软件绘制完整的电路原理图（SCH及印制电路板图（PCB 2. 提高要求： 1）设计一种采用其他方式的AGC电路； 2）采用麦克风作为输入，8 Q喇叭作为输出的完整音频系统。 3. 探究要求： 1）如何设计具有更宽输入电压围的AGC电路； 2）测试AGC电路中的总谐波失真（THD及如何有效的降低THD 四.设计思路和总体结构框图 AGC电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种，典型的反馈控制AGC由可变增益放大器（VGA以及检波整流控制组成（如图1），该实验电路中使用了一个短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，从而相对简单而有效实现预通道AGC的功能。如图2,可变分压器由一个固定电阻R和一个可变电阻构成，控制信号的交流振幅。可变电阻采用基极-集电极短路方式的双极性晶体管微分电阻实现为改变Q1电阻，可从一个由电压源V REG和大阻值电阻F2组成的直流源直接向短路晶体管注入电流。为防止Rb影响电路的交流电压传输特性。R2的阻值必须远大于R1。

(核电子学)堆工方向答案

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．《 9．三种核脉冲计数系统：简单的计数系统、单道计数系统、符合计数系统。 10．处理单元插件标准化分为 NIM 标准、 CAMAC 标准、快总线标准。 11．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 ）

电子电路综合实验讲义全

实验选题一：烟雾报警器的设计实现一、设计任务烟雾报警有很多应用的地方，一些特定的地方对烟雾浓度也有一定限制，比如厨房、天然气存储的地方，还有吸烟的场所。现在要设计的课题就是需要监测指定环境内的烟雾浓度，并显示浓度的等级，系统根据不同的等级选择是否开启排风机，改善室内空气质量，并对高等级的烟雾浓度进行报警。二、设计要求及其指标要对浓度分级显示，并根据等级选择开启排风扇，对最高浓度报警。具体的要求就是： 1.能够检测指定环境内烟雾浓度并将烟雾浓度分为三级加以显示。 2.当浓度超过第二等级时系统自动开启风扇排风。 3.当浓度超过最高等级时系统发出声音警报。 4.当浓度超过最高等级时系统发出语音提示警报。三、设计思路 1、浓度等级就是利用QM-N5讲烟雾浓度转化为模拟电压信号； 2、然后将模电信号转化为数字信号，这样就能进行等级划分，将不同浓度划分为三个等级； 3、并用数码管显示出来； 4、烟雾浓度大于或等于2级时，控制风扇排风； 5、三级浓度时控制蜂鸣器报警； 6、语音录放芯片录音，并在三级烟雾浓度时，控制其放音。

这个上面的等级显示不一定非得是这里标的0、1、2。学生在做的时候可以自由选择显示，但是必须实现相应的功能。四、所需准备的知识首先需要查阅资料熟悉器件技术指标、器件原理、器件管脚和接法。对烟雾浓度分级部分计算理论值。输出控制部分熟悉CD4052的原理，并分析实验中如何实现输出控制，分析其逻辑实现。显示部分分析编码器、反相器、数码管的连接。风扇和蜂鸣器部分掌握三极管驱动的原理和继电器的原理。语音报警部分使用的芯片管脚比较多，需要熟悉管脚接法和如何进行语音播报。五、参考资料 1、罗杰；谢自美.电子线路设计实验测试.电子工业出版社

基础核电子学测量系统预习部分

深圳大学实验报告课程名称：核物理实验（1）实验名称：基础核电子学测量系统学院：物理科学与技术学院专业：12级核技术指导教师：罗奇班级：12级核技术报告人：张云姗学号：2012180065 实验时间：2014.11.11 实验报告提交时间：

一、实验目的本次实验主要是接触和认识核电子学插件，包括脉冲发生器、放大器、多道、计数器等一些基础常用的核电子学器件。二、实验内容（1）、认识脉冲发生器、放大器、多道、计数器（2）、观察信号的形状，大小，以及信号是如何处理（3）、测量放大器的稳定性（4）、放大器的过载（5）、什么是基线恢复和极零相消（6）、测量信号的上升沿和下降沿三、实验原理 1、核探测信号的特点： 1）信号弱，但跨度大，一般为几个μV至几个V。所以测量某些核信号时需要经过放大器放大信号才方便测量，避免外界过多的噪声干扰。 2）速度快。核反应速度很快，所以核信号测量时间一般很短。 3）概率性和统计性。这是核探测信号最基本的特点。因为核反应过程中，射线与物质的作用过程是随机的，核衰变过程也是概率性的事件，随机性主要表现为脉冲幅度的大小和相邻脉冲的时间间隔存在随机性；同时，在核物理实验中，常常不是研究个别信息，而是研究分布在大量信号里的某种信息，因此也需要对这些大量的信息做统计计数处理，也就是核探测信号的统计性。 2、基础常用核电子学器件的功能 1）脉冲发生器——用来产生信号的或是产生所需参数的电信号仪器。脉冲信号发生器的输出信号幅度从小到大又从大到小的变化，产生这种信号的脉冲发生器就叫滑移脉冲发生器。按其信号波形分为四大类： ①正弦信号发生：主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。 ②函数（波形）信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫。 ③脉冲信号发生器。能产生宽度、幅度和重复频率可调的矩形脉冲的发生器，可用以测试线性系统的瞬态响应，或用作模拟信号来测试雷达、多路通信和其他脉冲数字系统的性能。 ④随机信号发生器。通常又分为噪声信号发生器和伪随机信号发生器两类。噪声信号发生器主要用途为：在待测系统中引入一个随机信号，以模拟实际工作条件中的噪声而测定系统性能；外加一个已知噪声信号与系统内部噪声比较以测定噪声系数；用随机信号代替正弦或脉冲信号，以测定系统动态特性等。当用噪声信号进行相关函数测量时，若平均测量时间不够长，会出现统计性误差，可用伪随机信号来解决。

《核电子学》习题解答

第一章核电子学与一般电子学的不同在哪里以核探测器输出信号的特点来说明。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。当探测器输出等效电流源/0()t o i t I e τ -=时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R 0C 0<<τ的情况。 V 0(s) = I 0(s)·[R 0∥(1/sc)] ^ = I 0[1/(s+1/τ)]·[R 0(1/sc 0)/( R 0+(1/sc 0)) =( I 0/ c 0)·{1/[(s+1/τ) (s+1/ R 0 c 0)]} ∴ 当R 0 c 0<<τ时，τ－R 0 c 0≈τ ∴

如图，设，求输出电压V(t)。 | 表示系统的噪声性能有哪几种方法各有什么意义输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压为什么 ENV ENC ENN ENE η (FWHM)NE

不是 ' 设探测器反向漏电流I D =10-8A ，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于I D 的比值。 115.6610A -==?= 35.6610D I -=?= 试计算常温下（设T=300K ）5M Ω电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为1MHz ），并与1MHz 能量在20pF 电容上的输出幅值作比较。 52.8810V -===? 。 ∵ 2 12 E CV = ∴0.126V V == 求单个矩形脉冲f （t ）通过低通滤波器，RC=T ，RC=5T ，及RC=T/5，时的波形及频谱。 U

南华大学2010核电子学A卷答案

1. 核电子学中主要的噪声有三类：散粒噪声、热噪声和低频噪声。 2. 核辐射探测器输出信号的数学模拟为电流冲击函数，从探测器输出的大量随机分布的信号，可用数学式表示为 ∑-=i i i t t Q t I ) ()(δ。 3. 在时域和频域分析中，当输入信号f(t),网络传输函数为h(t)时该输出信号 g(t)=_f(t)*h(t) ;经过_拉普拉斯________变换后，输入信号为F(S),网络传输函数为H(S)时输出信号G(S)=__F(S).H(S)________________。 4. 改善放大器线性的方法，可以简单归结为：（1）合理选择工作点__。（2）__采用负反馈_。 5. 谱仪放大器基本上由____放大电路__和滤波成形电路组合而成，对滤波成形电路来讲，有_弹道亏损_____和__堆积畸变_两种信息畸变。 6. 脉冲幅度甄别器是将__模拟脉冲__转换成__数字逻辑脉冲_输出的一种装置。 7. 定时误差通常按误差产生的原因分为两类：___时移___和___时晃_。 8. 放大器输出信息中，总是由：_信号__,__噪声__,__干扰__组成。二、选择题：（每题 2 分，共 20 分） 1. 下列探测器中，能量分辨率最佳的是（ B ） A.闪烁体探测器 B.半导体探测器 C.电离室 D.气体探测器 2. CR 微分电路（高通滤波器）的频率响应为（ A ） A.RC j RC j H ωωω+= 1)( B. RC j R H ωω+=1)( C. RC j RC H ωω+= 1)( D. RC j H ωω+=11 )( 3. 已知已知一个电荷灵敏前置放大器反馈电容C f =1pf,对于硅半导体探测器，平

核电子学课程设计实验报告

《核电子学与核仪器》课程设计报告 Title: The Improvement of Single-channel Analyzer 课程设计题目：改进型单道脉冲幅度分析器学生姓名：XXX 专业：核工程与核技术学号：09XXXXXX 指导老师：覃国秀二零一二年六月

一、设计时间： 2012.06.12～2012.6.28 二、设计地点核电子学实验室和东华理工大学南区寝室三、设计任务以课本《核电子学与核仪器》中的理论知识及实验为基础，到网上和图书馆查找与该设计课题相关资料，找到该课题的相应的电路原理图，并对电路图进行设计，学习Protel2004软件，用Protel2004软件进行电路设计并实现PCB板的封装，最终得到PCB板。四、设计目的通过使用Protel2004对电路进行设计，对《核电子学与核仪器》所学内容有更进一步的理解，加深印象，使所学知识得以巩固和提高。全面掌握单道脉冲幅度分析器各个模块电路原理的设计，实现电路设计与PCB设计的技术环节，最终得到单道脉冲幅度分析器的PCB板，从而在该课程设计过程中学会提高分析问题解决问题的能力；培养我们的动手能力和遵守纪律的高尚情操还有对待工作严肃认真、一丝不苟、实事求是、不畏艰辛的优良作风，为今后从事技术工作奠定坚实的基础。五、设计要求 1、掌握Protel2004的使用方法； 2、掌握所画电路的工作原理； 3、掌握Protel2004电原理路图的设计； 4、基本掌握使用Protel2004进行PCB设计。六、设计的原理及方法单道脉冲分析器是一种对核脉冲信号幅度信息甄别测量的装置，虽然现在一般多用多道脉冲幅度分析器测量能谱，但由于单道具有结构简单、价格便宜，还可

《核电子学》习题解答

核电子学习题解答

习题解答第一章绪论 1、核信息的获取与处理主要包括哪些方面的 ①时间测量。核信息出现的时间间隔是测定核粒子的寿命或飞行速度的基本参数，目前直接测量核信息出现的时间间隔已达到皮秒级。 ②核辐射强度测量。核辐射强度是指单位时间内核信息出现的概率，对于低辐射强度的测量，要求测量仪器具有低的噪声本底，否则核信息将淹没于噪声之中而无法测量。对于高辐射强度的测量，由于核信息十分密集，如果信号在测量仪器中堆积，有可能使一部分信号丢失而测量不到，因此要求仪器具有良好的抗信号堆积性能。对于待测核信息的辐射强度变化范围很大的情况(如核试验物理诊断中信号强度变化范围可达105倍)，如测量仪器的量程设置太小，高辐射强度的信号可能饱和；反之，如量程设置太大，低辐射强度的信号又测不到，因此对于这种场合的测量则要求测量仪器量程可自动变换。 ③能谱测量。辐射能谱上的特征是核能级跃迁及核同位素差异的重要标志，核能谱也是核辐射的基本测量内容。精确的能谱测量要求仪器工作稳定、能量分辨力达到几个电子伏特，并具有抑制计数速率引起的峰位和能量分辨力变化等性能。 ④位置测量。基本粒子的径迹及空间位置的精确测定是判别基本粒子的种类及其主要参数的重要手段。目前空间定位的精度可达到微米级。 ⑤波形测量。核信息波形的变化往往反映了某些核反应过程的变化，因此核信息波形的测量是研究核爆炸反应过程的重要手段，而该波形的测量往往是单次且快速(纳秒至皮秒级)的。 ⑥图像测量。核辐射信息的二维空间图像测量是近年来发展起来的新技术。辐射图像的测量方法可分为两类：第一种是利用辐射源进行透视以摄取被测物体的图像；第二种是利用被测目标体的自身辐射(如裂变反应产生的辐射)以反映目标体本身的图像。图像测量利用计算机对摄取的图像信息进行处理与重建，以便更准确地反映实际和提高清晰度。CT技术就是这种处理方法的代表。 2、抗辐射加固主要涉及哪些方面抗辐射加固的研究重点最初是寻找能减弱核辐射效应的屏蔽材料，后来在电路上采取某些抗辐射加固措施，然后逐渐将研究重点转向对器件的抗辐射加固。 3、核电子学的应用领域主要包括哪些方面核电子可应用于核与粒子物理基本研究、核辐射探测器电子学、核反应堆电子学、加速器电子学、同位素应用仪表、核医学电子仪器以及剂量测量仪器等。

核电子学复习资料

核电子学复习整理第一章一、名词解释探测效率：探测器探测到的粒子数与此时实际入射到探测器中的粒子总数的比值。散粒噪声：（在电子器件或半导体探测器中）由于载流子产生和消失的随机涨落形成通过器件的电流的瞬时波动，或输出电压的波动，叫做散粒噪声。分辨率：识别两个相邻的能量、时间、位置（空间）之间最小差值的能力。（主要有能量分辨率、时间分辨率、空间分辨率）死时间校正：在监察信号的时间T Ip内，如果再有信号输入都要被舍弃，因此监察时间就是堆积拒绝电路所产生的死时间。计时电路就不应该把这个时间计入测量时间，而应从总的测量时间中扣除这个死时间得到活时间。由测到的总计数除以活时间就是信号计数率。这种办法称为死时间校正。二、填空题 1.核电子学是核科学与电子学相结合的产物； 2.探测器按介质类型及作用机制主要分为：气体探测器、闪烁体探测器、半导体探测器； 3.核电子学中主要的噪声指三类：散粒噪声、热噪声、低频噪声； 4.核辐射探测器的输出信号特点是：随机分布的电荷或电流脉冲。（时间特性、幅度上是非周期非等值的）； 5.功率谱密度为常数即S(W)=a的噪声为白噪声。三、简答题 1.简述核电子学的信号特点。答：1.随机性；2.信号弱，跨度大；3.速度快。

2.简述白噪声与干扰以及两者的区别。答：干扰：主要是指空间电磁波感应，工频交流电网的干扰，以及电源纹波干扰等外界因素。（可在电路和工艺上予以减小或消除）噪声：是由所采用的元器件本身产生的。（可以设法减小但无法消除）白噪声定义为功率谱密度为常数的噪声。 3.降低前置放大器噪声的措施有哪些？答：1.输入级采用低频噪声器件；2.低温运行；3.减少冷电容C s；4.反馈电阻R f和探测器负载电阻R D选用低噪声电阻，阻值一般在109欧~1020欧左右。除此之外，用滤波网络来限制频带宽度，也可进一步抑制噪声。 4.构成核电子学的测量系统的三部分是哪些？答：1.模拟信号获取和处理，2.模数变换，3.数据的获取和处理三个部分 5.简述前置放大器的作用。答：1.提高信噪比、2.减少外界干扰的影响、3.合理布局，4.便于调节和使用、5.实现阻抗转换和匹配；第二章前置放大器的作用与分类？作用：提高信噪比、减少外界干扰的影响、合理布局，便于调节和使用、实现阻抗转换和匹配；分类（按输出信号成形方式分）：电压灵敏前置放大器、电荷灵敏前置放大器、电流灵敏前置放大器。

电路与电子学实验报告(KCL和KVL的验证)

深圳大学实验报告课程名称：电路与电子学实验项目名称：kcl与kvl定律的验证学院：计算机与软件学院专业：指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：实验报告提交时间：教务处制

一、实验目的验证kcl与kvl定律二、实验环境南区信工学院教学楼N101 三、实验内容与步骤：在试验中电压源Us1用恒压源I路0~+30v可调电源输出端，并将输出电压分别调到+3v，+5v，+8v，Us2开路。调好电源输出后，接入电路前先关掉电源独立开关，待检查完电路接线后才打开开关 1．Kcl定律的验证： S1开关往上拔，S2开关往下拔，S3开关往上拔，然后测量各支路电流验证∑I=0 2．kvl定律的验证，电位和电压的测量 I．电源Us1用恒压源I路（0~+30v）可调电源输出端，选择10v档，并将输出电压调到+6v，Us2用（0~+30v）可调节电源输出端，选择20v档，并将输出电压调到+12v测量各元件电压，验证∑U=0 II．测量Ufc，在选两条不同路经计算Ufc，与实测Ufc比较 III.分别以A点和D点作为参考点，测量个电位，计算f，c两点间电压并与ii 比较（按指导书要求写）四、实验结果与数据分析：（测量数据及分析） 1.Kcl定律的验证：

由I1+I2+I3=∑I可知，在不同的电压下 ∑I=0.05~>0 所以，在电压变化下，各支点电流总和约等于0，即kcl定律成立 2.kvl定律的验证，电位和电压的测量由Uab+Ubc+Ucd+Ude+Uef+Ufa=∑U可知，∑U=0 所以，电路上各个回路上电压总和为0。即kvl定律成立。且可知，两点间的电压即为该两点电位之差。即Uab=Ua-Ub。五、实验体会及自我评价：（自己在实验中遇到的难点和问题及解决的办法，心得体会，自我能力评价）难点和问题：我觉得这次实验中的难点是实验的分析过程，而且还要接电线，感觉挺复杂的，有很多不懂的地方，而且还有最大的问题是我自身的问题，我以前几乎没做过实验，所以对实验的过程操作很不熟悉，做起来挺费力的。

核技术应用习题答案

习题答案核技术及应用概述 1、核技术是以核物理、核武器物理、辐射物理、放射化学、辐射化学和辐射与物质相互作用为基础，以加速器、反应堆、核武器装置、核辐射探测器和核电子学为支撑而发展起来的综合性现代技术学科。 2、广义地说，核技术可分为六大类：核能利用与核武器、核分析技术、放射性示踪技术，辐射照射技术、核检测技术、核成像技术。 3、主要是利用核裂变和核聚变反应释放出能量的原理，开发出能源或动力装置和核武器，主要应用有：核电站、核潜艇、原子弹、氢弹和中子弹。 4、在痕量元素的含量和分布的分析研究中，利用核探测技术、粒子加速技术和核物理实验方法的一大类分析测试技术，统称为核分析技术。特点： 1.灵敏度高。比如，可达百万分之一，即10-6，或记为1ppm；甚至可达十亿分之一，即10-9，或记为1ppb。个别的灵敏度可能更高。 2.准确。 3.快速。 4.不破坏样品。 5.样品用量极少。比如，可以少到微克数量级。 5、定义：应用放射性同位素对普通原子或分子加以标记，利用高灵敏，无干扰的放射性测量技术研究被标记物所显示的性质和运动规律，揭示用其他方法不能分辨的内在联系，此技术称放射性同位素示踪技术。有三种示踪方式：1)用示踪原子标记待研究的物质，追踪其化学变化或在有机体内的运动规律。2)将示踪原子与待研究物质完全混合。3)将示踪原子加入待研究对象中，然后跟踪。 6、放射性示踪 7、核检测技术: 是以核辐射与物质相互作用原理为基础而产生的辐射测量方法和仪器。特点：1）非接触式测量；2）环境因素影响甚无；3）无破坏性：4）易于实现多个参数同时检测和自动化测量。 8、辐射照射技术：是利用射线与物质的相互作用，将物质置于辐射场中，使物质的性质发生有利改变的技术。辐射交联的聚乙烯有什么优点：热收缩、耐热、机械强度大为提高、耐有机溶剂、不易被溶解、电绝缘性能很好，且不怕潮湿。 9、X射线断层扫描(XCT)、核磁共振显像仪(NMR-CT)、正电子发射显像仪(PECT)，同位素单光子发射显像仪(SPECT)和康普顿散射显像仪(CST)； 10、核医学是当今产值最大、发展最快的核辐射设备。第一篇核技术基础知识 1、具有确定质子数和中子数的原子核称做核素。质子数相同而中子数不同的核素互为同位素。 2、结合能是质子和中子结合构成原子核时所释放的能量。 3、7.476Mev 4、结合能是：2.224 Mev 比结合能是：1.112Mev 5、γ衰变特点：

北京邮电大学电子电路实验报告

北京邮电大学电子电路实验报告实验一：函数信号发生器的设计与调测院系：信息与通信工程学院班级：2009211129 姓名：班内序号：学号：指导教师：王老师

课题名称：函数信号发生器的设计与调测摘要：本实验由两个电路组成，方波—三角波发生电路和三角波—正弦波变换电路。方波—三角波发生电路采用运放组成，由自激的单线比较器产生方波，通过积分电路产生三角波，在经过差分电路可实现三角波—正弦波变换。该电路振荡频率和幅度用电位器调节，输出方波幅度的大小有稳压管的稳压值决定；而正弦波幅度和电路的对称性也分别由两个电位器调节，以实现良好的正弦波输出图形。关键词：方波、三角波、正弦波、频率调节、幅度调节，占空比调节设计任务要求：基本要求： a）设计一个设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器。 1，输出频率能在1—10KHz范围内连续可调，无明显失真； 2，方波输出电压Uopp = 12V,上升、下降沿小于10us,占空比可调范围30%—70%； 3，三角波Uopp = 8V； 4，正弦波Uopp≥1V。 b）用PROTEL软件绘制完整的电路原理图（SCH）设计思路： 1，原理框图：

2，系统的组成框图：分块电路和总体电路的设计：函数发生器是指能自动产生方波、三角波和正弦波的电压波形的电路或者仪器。电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题采用由集成运算放大器与晶体差分管放大器共同组成的方波—三角波、三角波—正弦波函数发生器的方法。本课题中函数信号发生器电路组成如下：第一个电路是由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路。单限比较器输出的方波经积分器得到三角波；第二个电路是由差分放大器组成的三角波—正弦波变换电路。差分放大器的特点: 工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波波形变换的原理是利用差分放大器的传输特性曲线的非线性。传输特性曲线越对称，线性区域越窄

电子电路实验报告

题目: 声控报警器实验设计学院班级姓名学号所属组号

目录内容摘要及关键词 (3) 一、设计任务与要求 1.设计任务 (4) 2.设计要求 (4) 二、设计方案 1.资料查找 (4) 2.系统框图及整体设计思路 (4) 3.Multisim仿真原理图及电路实物图 (5) 三、电路功能模块分析 1.仿真阶段 (6) （1）整体仿真结果 (6) （2）分模块测试结果 (7) 2.实测阶段 (11) 四、故障分析及应对措施 1.仿真阶段 (13) 2.实测阶段 (13) 五、实现功能说明 (13) 六、实验总结 (14) 七、元器件及测试仪表使用清单 (14) 参考文献 (15)

内容摘要：报警电路在我们的日常生活中有着很广泛的应用，如小型电子产品、汽车防盗报警装置等。虽然它们的功能各不相同，但工作原理却较为简明易懂。因此，尝试设计一个小型声控报警电路，是提高动手能力和扩充知识储备的有效途径之一。这次的报告，主要涉及到该过程中的基本思路、实际调测、故障分析及心得体会等几个方面。关键词：声控报警放大器比较器方波振荡

一、设计任务与要求 1.设计任务（1）搭建一个声控报警电路，使之在感知到异常响动时，能发出持续时间大于5s的报警声。（2）通过本实验，加深对理论知识的理解，学习调测电路的方法，掌握其中的设计规律和相应技能。 2.设计要求（1）独立查找相关的资料及文献，自行设计电路结构，确定元器件的具体数值。（2）在面包板上搭建出电路，并对其进行调测，不符合要求的地方需做适当改动。（3）撰写实验课程报告，包括电子版和纸质版各一份。二、设计方案 1.资料查找（1）在《电子测量与电子电路实验》（北京邮电大学电子工程学院电路中心）一书中，查找到集成运算放大器及电压比较器的相关设计思路。（2）在《电路分析与电子电路基础》（高等教育出版社）一书中，查找到555定时器及其应用方面的具体知识。（3）在《电子系统设计》（北京航空航天大学出版社）一书中，查找到在设计电路的过程中需要注意的一些事项，并使我对电路的整体与部分之间的联系有了更进一步的认识。（4）关于不同型号的元器件之间的相关性与不同点，主要是通过百度搜索得到自己想要的解答。 2.系统框图及整体设计思路