《核电子学》习题解答

第一章1.1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。io

(t)I0

et/

时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R0C0<<τ的情况。V(s)=I(s)·[R∥(1/sc)]0 0 0=I[1/(s+1/τ)]·[R(1/sc)/(R+(1/sc))0 0 0 0 0=(I0

/c)·{1/[(s+1/τ)(s+1/R0

c)]}0∴当R c<<τ时，τ－R c≈τ0 0 0 0∴如图，设 ，求输出电压V(t)。噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ENV ENC ENN ENEη(FWHM)NE不是DI设探测器反向漏电流I=10-8A1MHz,噪声相应的方根值和相对于的比值。DIDdi2D2I edfDdi2D2I edfD=di2D5.6610di2DI =D试计算常温下（设（同样设频宽为1MH1MHz能量在20pF电容上的输出幅值作比较。dv2diR224kTRdfR2dv2diR224kTRdfR2∵E

1CV222E/2E/C1.9

0.126V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。Ut电路中，若输入电压信号Vtδ（，求输出电压信号Vi 0，并画出波形图，其中A=1为隔离用。1.12设一系统的噪声功率谱密度为S()a2i

b2

/

c2

/，当此AB值。对A点：噪声均方值：对B点：噪声均方值：第二章么把反馈电容称为积分电容，作用是什么？OM优点：V 稳定性高，能用高能量分辨能谱系统OMCf起积分作用，当A很大时，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，Rfi(t)

Cf Vo(t)A1的一般表达式当C=1pF,R=109Ω时，画出大致波形并与R→∞时作比较。f f f（1）（2）f RC=109×10-12=10-3f V(t)f-Q/Cf

2t10-3i2.4一个低噪声场效应管放大器，输入等效电容C=10pF，输入电阻iiGR=1MΩ，iG

=0.1μA

=1mA/V，C

<<C

，放大器cmgs频带Δf=10MHz，T=290K，1/f噪声可忽略，求输入端等效噪声。mgs分析快电荷灵敏前置放大器，画出简化框图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）估算电路的开环增益（g

=0.98）m 3（C=5pF,C=5pF）a iCQ（2）A =1/Cf=1×1012V/CCQCE A =e/(Cω)=44.4CE （3）A=gR/(1-A)=30000 m 6 3（4）tr=2.2RC/(1+AF)=2.2C(C+C)/gC=13.2ns0 a a 0 0 a i f m f适于哪方面的应用，为什么？系统。第三章调考虑？么？二者引起的后果有何区别？幅度过载：信号超出线性范围很大时，放大器一段时间不能正常工作，后果：不能工作的死时间存在计数率：放大器中由于计数率过高引起脉冲幅度分布畸变后果：峰偏移和展宽么方法可以减少干扰和噪声对放大器的影响？不能。用同向接法。用双芯同轴电缆把信号送到差分放大器。么措施，目的是什么？1 2 3+18V245.1K 1.5K 0.01u 30u24Q220K Q30.01u2KVi(t)

Q1510

6.2k3.6k

Q45010u

Vo(t)9.1k-18V

240.01u 30ua：T1共射极放大，T3,T4两级共集电极放大恒流源作负载，10μ自举电容，电压并联负反馈。1 2 3b：T1共基，T2共射，T3共集，T4，T5互补复合跟随器。1μ自举电容，电压并联负反馈。它能达到极零相消的目的？不同之处，极零相消使时间常数变小，指数衰减信号通过微分电路会产生下冲。故2s+1/ts+1/t2相消，所以当ττ2时满足，即=RC.2滤波器有什么特点？既节省元件，又比无源滤波器级数少，效果好。门控有源积分器输出平顶波波形，对减少弹道亏损很有利，信噪比相对较好。画出图形。得到能量信息，失去了时间信息。极零相消，两次无源积分，加两次有源积分。说明弹道亏损的原因。输入电流的脉冲宽度有限时，在信号的宽度内，电容C被充电，且通过R放电，故产生弹道亏损。响？引起什么样的谱形畸变？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。说明基线起伏的原因。并分析CCD入图示波形，画出输出波形。CR输出波形趋势线：别？信号的非线性，因此有很高的计数率特性。不同：记忆电容C串联或并联于信号通道之中。的？加入堆积拒绝电路是否可以使谱仪放大器的计数率提高很多？为什么？加入堆积拒绝电路来消除不能使计数率提高很多，但能保证谱型更加明显，是以牺牲计数率为代价的。器相比有什么不同？号匹配方式为并联。快电流放大器的分布电容的影响较小，放大速度可以很快，信号匹配为串联。快放大器与谱仪放大器并无原则差别，只是在指标上有所不同。试分析图示的快放大节电路特点。+Ec500C1KC2 T2470.8--8Vi50

T1 T3510 VoC1 0.8-8-EcT1为共射极放大，有射极电阻。T2，T3C为自举电容。C1相位补偿。使用电阻式弱电流放大器要注意些什么问题？间就会变得很长。1 2第四章在图4.1.3VR2=510Ω，R3=5.1Ω，R4=100Ω，求滞后电压？T 4.2.8参考电压运算器中，若V=5.00V，V=0.50VT 非对称：对称：H在一个线性放电型模数变换器中，若保持电容C=1500pF电流I=100μA2MHz5.00V。H求出该模数变换器的道数、道宽和变换系数。若时钟频率为100MHz。T0=1/F,2 3同理，代入F=100mHZ,m=7500，H=0.667mV/道，P=15004.7下图是一个实际的模拟展宽器的原理电路图，试画出各点波形。A2A1 DV1(t) Vc(t) Vo(t)Vi(t)CH T VFTitleSize NA4Date: 12File: C:2 3脉冲幅度甄别器的功能是什么？脉冲幅度甄别器具有以下功能：无输入脉冲。简述用集成电路比较器构成的脉冲幅度甄别器的工作原理。经过电容反馈到同相端，为正反馈连接方式。输出电压跳变，从高电平到低电平，幅度为两者之差。脉冲幅度甄别器的主要指标是什么？主要指标：输入灵敏度稳定性涨落或阈模糊区输出脉冲的幅度、宽度甄别阈范围速度（响应和恢复的快慢）通常如何解决单道分析器中的定时误差问题？最直接的办法是：u VVu 试画出单道脉冲幅度分析器的一种结构方框图，说明原理。单道分析器的主要指标是什么？单道主要指标:1．动态范围线性八小时稳定性温度系数双脉冲分辨时间最高计数率输入脉冲要求输出脉冲为正极性单道分析器的主要用途有哪些？简单，价格便宜。应用。4.18ADCADC么关系？道宽：单位道数之间的电压幅度。二者成倒数关系4.26线性放电型ADC和逐次比较型ADC各有什么优缺点？线性放电型，电路简单，道宽一致性好，便于生产，但变换时间较大，而且随着道数的增多，变换时间也会增加。逐次比较型，变换速度快，易于生产，功耗低，价格低，但道宽一致性较差。什么是ADC的零道阈或偏置，有何实际意义？偏置或零道阈是指模数变换器的零道所对应的输入信号幅度。引入偏置一方面可以节省存储区，另一方面可以把感兴趣的幅度谱扩大到最大道数范围进行测量，从而提高分辨率。ADC的积分非线性和微分非线性是如何定义的？积分非线性：微分非线性：第五章MM 5.1t最大幅度VV=0.1V0.1VMM 0.1V0.1V10V前沿定时误差。前沿定时中，设输入信号为 ，阈值为VT。V1minV1max，而时间常数τ前沿定时的定时误差。V不变，而时间常数从

变到τ，求1前沿定时的定时误差。

min

max如果输入信号的幅度和时间常数同时如1（2）求前沿定时的定时误差。5.7设起停型时幅变换器的充电电容CI=10mA50ns时，时幅变换器的输出幅度为多少伏？∵Δt=50ns∴Vo(t)=(I/C)·Δt=5(V)5.90.1V时间间隔为多少？∵Vo(t)=(I/C)·Δtt∴

CVminI

(t)

1.25(ns)5.11由起停型时幅变换器和多道脉冲幅度分析器组成一个时间多道IC100010V间多道分析器能测量的最小时间间隔是多少？∵Vmin(t)=1000/10=0.1(V)∴第六章设有六级十进制计数单元构成定标器的计数电路，当输入信号计数率n=105/s时，第一级十进制单元的计数率损失δ=1%。求：11输入计数率n=106/s时的δ1若第六级十进制计数单元最高计数率f6max=105Hz损失δ6为多少？n=105/s时，输出电压相对统计偏差/o为10C1=200pR=50C=0.0μn减小为10/，C1和C的数值。由于σV105/s102/s，由于v o∴C=0.02μF×100=20μFC=0.2μF1试说明多道分析器三种基本数据获取方式的特点。画出PHA,MCS方式简单的工作流程图。（1）PHA 6.2.6指定道址内容加1。（2）MCS 6.2.13按时间顺序测量各段时间间隔内的计数，依次把测量结果存入各个道的存储单元内，如同多个定标器在各段时间内进行计数测量。LIST幅度---时间，波形记录。6.58192道分析器，每道最大计数容量为106，用每片存储容量4k×8片？它需要多少根地址线？多参数谱数据获取方式与单参数谱数据获取方式上有何区别？如何实现多参数谱数据获取？多参数谱获取方式需同时测量多个相关联事件中的多个参量的概率分布。获取方式主要有三种：事件记录方式，数字窗方式，联合存贮方式。分布式处理系统有何特点？分布式处理系统的主要特点是子系统中的处理机分担了主计算机所必须进行的实时处理任务，这就使系统具有更高的工作效率。CAMAC 定？特征：它具有简单的指令系统。它具有“双面向特征”的接口作用。它带有一个具有广泛功能的数据传输通道 机箱总线。标准规定：控制器、机箱总线对功能插件的要求都有