单道脉冲幅度分析器
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和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.核电子学是核科学和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.简述白噪声和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。
核电子学习题+答案+课后答案
,
噪声均方值：
对B点：
，
噪声均方值：
第二章
2.1电荷灵敏前置放大器比电压灵敏前置放大器有什么优点？为什么把反馈电容称为积分电容，作用是什么？
优点：VOM稳定性高，能用高能量分辨能谱系统
Cf起积分作用，当A很大时，
2.2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I(t)=Q·δ(t)时，
1
【判断题】
电荷灵敏和电流灵敏析系统。
错
2
【判断题】
要提高放大电路输出稳定性，减小相对变化量，一般要求放大器开环增益A0必须很高。
对
3
【判断题】
信号由基极输入，发射极输出，构成共集电极放大电路，又叫射极跟随器。
对
4
【判断题】
放大电路中的自举电容，从本质上来说起到一种特殊形式的正反馈。
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）
优点：有源滤波器更接近于理想的微分和积分特性，把放大和滤波成形连在一起，既节省元件，又比无源滤波器级数少，效果好。
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。
「实验四单道脉冲幅度分析器」
「实验四单道脉冲幅度分析器」实验四：单道脉冲幅度分析器引言：脉冲信号是一种电信号，它的特点是0~1的时间内朝一个方向猛冲，然后立即返回原点，这个过程类似于周期性冲击。
脉冲信号广泛应用于许多领域，如通信、雷达、生物医学等。
因此，对脉冲信号进行分析和处理是十分重要的。
单道脉冲幅度分析器是一种常用的仪器，用于测量和分析脉冲信号的幅度。
本实验通过搭建实验电路，使用单道脉冲幅度分析器对脉冲信号进行幅度分析，以加深对脉冲信号的了解和认识。
一、实验目的：1.学会使用单道脉冲幅度分析器对脉冲信号进行幅度分析；2.了解脉冲信号的特点和测量方法；3.实验掌握脉冲信号的测量原理和技术。
二、实验原理：1.单道脉冲幅度分析器的基本原理单道脉冲幅度分析器是一种根据输入信号的幅度分析其脉冲幅度的仪器。
其基本原理是将输入信号与参考电平进行比较，通过多级放大和滤波处理后输出一个直流电压，该直流电压与脉冲信号的幅度成正比。
2.脉冲信号的特点脉冲信号是一种特殊的周期性信号，其特点是0~1的时间内快速向一个方向猛冲，然后立即返回原点。
脉冲信号的主要特点包括幅度、上升时间、下降时间、脉冲宽度和重复周期等。
3.单道脉冲幅度分析器的测量原理单道脉冲幅度分析器通过多级放大和滤波处理，可以将输入信号转化为与之成正比的直流电压。
具体原理如下：(1)输入信号经过输入放大电路进行放大；(2)放大后的信号经过滤波电路精细处理，去除噪声；(3)滤波后的信号经过整流电路将其转换为同频直流信号；(4)直流信号经过目标脉冲放大器进行放大，其放大倍数由用户自行设定；(5)放大后的信号经过最后的滤波和整流，得到与脉冲信号的幅度成正比的直流电压输出。
三、实验器材和仪表：1.单道脉冲幅度分析器：用于对脉冲信号进行幅度分析；2.信号发生器：用于产生脉冲信号；3.示波器：用于观察和测量脉冲信号。
四、实验步骤：1.搭建实验电路：将信号发生器的输出端与单道脉冲幅度分析器的输入端连接，将单道脉冲幅度分析器的输出端与示波器的输入端连接。
核医学考试题及答案
核医学考试题及答案一、单选题（共72题，每题1分，共72分）1.1939年和1946年A、获得了放射性核素991、cnz和131IB、99Mo-99Tcm发生器问世C、发明回旋加速器D、分别开始用131I治疗甲亢和甲状腺癌E、核反应堆投产正确答案：D2.在外照射防护措施中,常使用有机玻璃、铝、塑料等低原子序数作屏蔽材料进行防护的射线是A、中子B、β射线C、X射线D、γ射线E、质子正确答案：B3.反映全身受到非均匀照射引起的人体生物效应大小的物理量是A、放射性活度B、吸收剂量C、有效剂量D、照射量E、当量剂量正确答案：C4.在质量控制中,低、中、高三个质控样品,其中两个偏离靶值超过2s,并在同一方向时,提示A、该批测定结果可以用B、质控样品放置位置不正确C、该批样品需要重新测定D、如果下次分析仍是这样则需重新测定E、视具体情况而定正确答案：C5.关于γ射线下列哪项正确A、在所有的核衰变中均发射B、每次β衰变时发射C、当原子核处于激发态时发射D、每次α衰变时发射E、电子俘获时发射正确答案：C6.开始用131碘治疗甲亢的时间是A、1939年B、1946年C、1931年D、1957年E、1941年正确答案：A7.以下关于诊断用放射性药物的描述,哪项是不正确的A、是通过一定途径引入体内获得靶器官或组织的影像或功能参数B、多采用发射β-射线的核素C、所选用的核素穿透力强,电离密度低D、亦称为显像剂或示踪剂E、所选用的核素能量以100 ~ 300 keV为宜正确答案：B8.指出下面不正确的描述A、Roentgen发现X射线B、Becqueral发现铀盐的放射性C、Curie夫妇成功提取放射性钋和镭D、Joliot和Curie首次成功获得人工放射性核素E、Yalow和Berson开创了化学发光体外分析技术正确答案：E9.临床核医学最广泛应用的显像仪器是A、γ照相机B、SPECTC、PETD、井型计数器E、放射性活度计正确答案：B10.以下哪种放射性核素可用于治疗()A、99mTcB、18FC、11CD、32PE、201Tl正确答案：D11.少量放射性固体洒落后做法不正确的是。
关于Multisim实现单道脉冲幅度分析器分析器1
核仪器课程设计单道脉冲幅度分析器设计与仿真二零一二年六月题目：单道脉冲幅度分析器的设计与仿真时间：6月11日-6月28日地点：南区寝室4321设计任务：采用软件multisim进行单道脉冲幅度分析器的设计与仿真，实现单道脉冲分析器的基本功能。
一、设计的目的与要求（一）设计目的1、通过Multisim的电路设计，学会应用Multisim进行电路设计与仿真；2、对《核电子学与核辐射仪器》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；3、全面掌握核电子学各模块电路的设计，实现设计、模拟仿真的技术环节，提高分析问题解决问题的能力；4、增强动手能力，培养严肃认真、一丝不苟、实事求是、不畏艰辛的工作素质，为今后从事技术工作奠定坚实的基础。
（二）设计要求1、掌握Multisim电子设计与仿真软件的使用方法；2、掌握单道脉冲幅度分析器的工作机理；3、完成使用Multisim对单道脉冲幅度分析器的电路设计与仿真；4、通过仿真基本实现单道脉冲幅度分析器的功能。
二、设计方法与原理（一）方法1、熟悉单道脉冲幅度分析器的主要部分有参考电压运算器、上下甄别器、反符合电路等几个部分组成2、分析工作过程，参考电压运算器调节电压，为后续上下甄别器提供上下甄别电压界定，然后信号经由上下甄别器完成我们所关注的信号选取，再经过反符合电路将信号进行优化以得到所需要的合适的信号脉冲波形。
（二）原理1、基本原理框图右图2、信号由v1进入，由上甄别器界定甄别电压上阈值，由下甄别器甄别下甄别阈值，当输入信号电压处于上阈值和下阈值之间是，信号被接收，然后继续向下传递，否则均不能进行进一步的传递，即后续电路没有波形的出现。
其基本原理可表示如右图：3、参考电压运算器我们采用如右图所示电路：参考电压运算器是由上、下两路运算放大器组成的加法器及精密的参考电压源构成。
RW1和RW2用于调节输入电压，通过调节RW1和RW2调节单道脉冲幅度分析器的下甄别阈和道宽。
实验报告一
实验一 NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪和γ能谱的测量引言γ射线是原子核衰变或裂变时放出的辐射，本质上它是一种能量比可见光X 射线高得多的电磁辐射。
利用γ射线和物质相互作用的规律，人们设计和制造了多种类型的探测器。
闪射探测器就是其中之一。
它是利用某些物质在射线作用下发光的特性来探测射线的仪器，既能测量射线的强度，也能测量射线的能量，在核物理研究和放射性同位素测量中得到广泛的应用，“嫦娥一号”卫星有多项探测功能，其中 γ射线谱仪通过采集月球表面发射出的γ射线光子，得用反符合技术抑制本底，根据能谱中的特征峰线来辨别月球表面元素的种类和丰度。
本实验介绍一种常用的γ射线测量仪器：NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪。
实验目的(1)了解γ闪烁谱仪的原理和结构，掌握用谱仪测γ能谱的方法；(2)鉴定谱仪的基本性能，如能量分辨率、线性等。
(3)解核电子学仪器的数据采集、记录方法和数据处理原理。
注意事项1、实验使用到放射源，需认真做好防护工作；2、放射源和探头由起屏蔽射线作用的铅玻璃罩住，实验室不能拿开铅玻璃；3、放射源置于起屏蔽射线的铅罐中，使用时，先把铅玻璃右边的盖子打开，然后再打开放射源的盖子，使用结束后必须盖上放射源的盖子。
绝对不能把放射源拿出铅玻璃罩外，更不能把放射源拿出来打开盖对着人。
4、进入该实验室后必须先打开γ个人剂量仪，用以测量实验过程中的累积剂量，选择剂量仪中以sv μ为单位的模式，剂量仪检测到剂量每增加0.1sv μ就会响一短声报警，一般整个实验过程测到的剂量约为1sv μ，是符合安 全标准的（安全限值为msv 5≤）。
5、连接好实验仪器，把高压调节开关逆时针调到零后接通电源，开机预热30分钟左右；实验原理一、γ射线与物质相互作用的一般特性γ射线与物质的作用过程可以看作γ光子与物质中原子或分子碰撞而损失能量的过程。
γ光子是不带电的中性粒子，因此它与物质的相互作用与带电粒子有显著的差别。
带电粒子与物质相互作用时，与物质原子的核外电子的非弹性碰撞是主要的能量交换过程，每一次碰撞所转移的能量是很小的，经过许多次碰撞后逐渐损失能量。
核电子学复习
1、名词解释：核电子学：物理学、核科学与技术、电子科学与技术、计算机科学与技术等相结合而形成的一门交叉学科。
核辐射探测器：利用辐射在气体、液体或固体中引起的电离、激发效应或其它物理、化学变化进行辐射探测的器件称为辐射探测器。
核仪器：是指用于核辐射产生或测量的一类仪器的统称。
能量-电荷转换系数：设辐射粒子在探测器中损失的能量为E，探测器产生的电子电荷数为N，则N/E称为探测器的能量-电荷转换系数θ。
θ=N/E能量线性：定义：是指探测器产生的离子对数平均值和所需消耗的粒子能量之间的线性程度。
探测器的稳定性：探测器中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。
核电子学电路的稳定性：核电子学电路中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。
信噪比：信号幅度与噪声均方根值之比冲击函数：系统函数：H(s)=Uo(s)/Ui(s)极点：系统函数中使分母为零的点零点：系统函数中使分子为零的点有源滤波器：将RC积分网络接在放大器的反馈回路里，就构成有源积分电路，或称为有源滤波器。
积分谱：改变阈电压U T，测量到相应的大于U T的脉冲数N(U T)，得到N(U T) - U T 分布曲线，得到的就是积分谱微分谱：从阈电压U Tn上的脉冲计数减去阈电压U Tn+1上的计数就可得到阈电压上间隔ΔU=U Tn-U Tn+1中的计数ΔN。
ΔN和U T的关系曲线，就是脉冲幅度分布曲线（微分谱）仪器谱：仪器实测得的能谱脉冲幅度分布谱：积分谱和微分谱道宽：Uw=Uu - U L > 0时间移动：输入脉冲的幅度和波形的变化引起定时电路输出脉冲定时时刻的移动时间晃动：系统的噪声和探测器信号的统计涨落引起的定时时刻的涨落时间漂移：元件老化、环境温度或电源电压变化（属于慢变化）引起的定时误差慢定时：μs量级的定时快定时：p s量级的定时（还有ns的说法）自然γ全谱：用仪器测得的，能量在及时keV-2.62MeV的自然γ仪器谱。
核电子学与核仪器第16课时间分析讲解
一、时间分析概述
时间信息的分析是核电子学的一种基本和重要的 技术。核事件的许多信息是以时间信息方式存在 于核辐射探测器输出信息中。
在时间的测量和分析中，首先是用定时方法准确 的确定入射粒子进入探测器的时间。时间上相关 的事件可以用符合技术进行选择。时间间隔可通 过变换的方法，变成数字信号，从而编码分类计 数最后得到时间谱。
（5）时间变换器
把信号时间间隔变换成对应的数码，或者先将时间量变换 成数码。
一、时间分析概述
对一个包含时间信息的信号，若要精确的确定时 间，理想的是产生一个像δ(t-t0)函数那样的时间脉 冲。但是实际探测器输出信号不是理想的δ(t-t0)信 号，而是具有一定宽度的电流脉冲。
定时误差通常按误差产生的原因分为 两类：时间移动和时间晃动。时间移 动是输入脉冲的幅度和波形的变化引 起定时电路输出脉冲定时时刻的移动。 时间晃动是系统的噪声和探测器信号 的统计涨落引起的定时时刻的涨落。 时间漂移：元件老化、环境温度或 电源电压变化（属于慢变化）引起 的定时误差。
tL
VT
tM max Vi min
tM min Vi max
二、定时方法
2）超阈延迟 上面分析没有考虑甄别器的超阈延迟。实际上，
输入信号刚刚超过甄别阈时，甄别器并不立即产 生输出信号，而是要在信号超过甄别阈某一数值 后才触发；触发时间晚于上述的td1、td2、td3，分别
二、定时方法
2.1前沿定时
前沿定时误差分析
0
VT
(a) 输 入
v1 (t )
td1 td 2
C
B A
1 2
td 3 t
阈电平
3Hale Waihona Puke t(b) 输出
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单道脉冲幅度分析器
实验目的
1. 掌握单道脉冲幅度分析器的工作原理。
2. 掌握单道调试方法。
3. 掌握单道甄别阈、道宽线性的测量方法。
基本原理
单道脉冲幅度分析器是一种对信号幅度信息进行甄别的装置， 常用来选择一定幅度范围的信号。
单道通常按功能分为两类： 1. 积分
给定单道下甄别阈值为U1，当输入信号脉冲幅度没有超过给定值U1时，单道就没有输出信号；而当输入脉冲信号幅度超过给定值U1时，这样就可以测量脉冲幅度超过阈值的输入脉冲数。
下甄别阈是可调的，将下甄别阈置于另一个数值，可以得到对应的单位时间的计数即计数率。
这样下甄别阈由小到大调节，依次测量收入脉冲信号大于阈值的计数率，把计数率随甄别阈的变化作图，便可得到脉冲幅度分布图（积分谱）。
2. 微分
给定单道的下限电压U1称为下阈，上限电压U2称为上阈，U1U2之差称为道宽H ，即UK=U2‐U1。
只有当输入信号脉冲的幅度介于给定的电压范围U1和U2之内时，才输出脉冲信号。
这样就可测量道宽UK 范围内的计数率。
单道脉冲幅度分析器的基本方框图如下：
输入信号经过衰减器后加到上、下甄别器。
用下甄别器输出脉冲后沿触发单稳态电路输出脉容与实验数据记录处理
幅度分析器与NIM 机箱连接好，熟悉电路的组成。
理的各点波形如下： 1冲延迟，当上甄别器有输出时，利用低电平RS 触发器和反符合门完成反符合电路的功能。
实验内1）通过引出电源连接线将单道脉冲2）通过示波器测量单道脉冲幅度分析器各测试点波形，掌握单道脉冲幅度分析器的工作原。
得到. 输入脉冲信号Vi
2．衰减器输出波形
3.下甄别器输出
4.反符合输出
5.反符合输入2
6.输出波形
3）测量积分非线性
将单道置于“积分”位置，设定下甄别阈阈值为U1，调整输入信号使单道处于临界触发状态，此时测出输入信号幅度Us。
U1与Us应该满足线性关系。
如果某一部分不满足线性关系就会给幅度分析带来误差，可以用|U1‐Us|/U1这一比值来表示单道的积分非线性。
测量结果如下：
U1/V 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Us/V 0.48 0.96 1.42 1.92 2.4 2.88 3.36 3.84
|U1‐Us|/U1 0.04 0.04 0.053 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04
将以上数据作图，得到如下直线。
00.511.522.533.544.50
1
2
3
4
5
U s /v
U1/v
4）测量微分非线性
将单道置于“微分”位置，上甄别阈阈值为U2，下甄别阈阈值为U1，道宽为Uk ，调整输入脉冲信号幅度使单道处于上道临界触发状态，记录输入脉冲幅度Us1。
调整输入脉冲信号幅度使单道处于下道临界触发状态，记录输入脉冲幅度Us2。
ΔUs 与Uk 必须满足线性关系，否则就会给幅度分析带来误差。
可以用|Uk ‐ΔUs|/Uk 的比值来表示单道的微分非线性。
测量结果如下：
Uk/v 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 Us1/v 3.92 3.92 3.92 3.92 3.92 3.92 3.92 3.92 Us2/v 4.24
4.64
4.96
5.44
5.76
6.16
6.56
6.96
ΔUs/v
0.32
0.72 1.04 1.52 1.84 2.24 2.64 3.04 |Uk ‐ΔUs|/Uk 0.2 0.1 0.13 0.05 0.08 0.067 0.057 0.05
将以上数据作图：
00.511.522.533.50
0.5
1
1.52
2.5
3
3.5
ΔU s /v
Uk/v
思考题
1、 如何测量单道脉冲幅度分析器的分辨时间？
答：从脉冲产生器输入一定频率的脉冲信号给单道，调节甄别阈的大小，是单道处于临界触发状态，记录甄别阈的大小。
改变频率，记录对应的甄别阈，将这组数据作图，得到甄别阈随脉冲频率变化的关系图，图上可以求出阈值多大范围内漂移时单道的计数率最大，计数率最大的情况下在示波器上读出两个脉冲之间的时间间隔就是单道的分辨时间。
2、 试说明输入衰减器、RS 触发器、单稳态1、单稳态2、反符合电路在单道脉冲幅度分析
器的中的主要作用。
答：衰减器可以扩大单道的输入脉冲幅度范围。
RS 触发器起控制输出脉冲的作用。
单稳态1用来成形延迟后下甄别器输出信号。
单稳态2是进一步增宽单稳态1的信号。
反符合电路是为了保证只有下甄别器有脉冲输出而上甄别器无脉冲输出的情况下，反符合电路才有脉冲输出。