高等核电子学期末试题参考

1、高等核电子学期末试题 1. 图 1 为电子能量损失谱测量数据采集板的结构框图： 1） 请说明一个事例的数据采集过程； 触发信号是一个在时间上比模拟信号提前到达的信号。 对于位置通道的信号， 触发信号 取自恒比定时甄别器的输出信号。 触发信号输入之后， 经过一段延时 Td1 之后触发一个宽度 为 Tw1 的单稳电路，使线性门打开。在打开线性门的同时，将峰保持器的放电回路断开， 峰保持器进入正常工作状态。 触发信号同时还允许采集板上的加法器开始工作。 如果输入的 模拟信号的幅度超过阈值， 采集板输出一个一定宽度的信号给底板上的符合电路。 如果几路 信号的多重符合输出是“真” ，底板上的控制信号电路

2、就发出命令，同时启动各采集板的模 数变换电路（ADC）工作。此时两个输入的位置信号就以数字信号的形式被锁存起来，接着 送到缓冲器并通过底板插槽总线进而传输到 PC 中存储。 2） 图中加法器和比较器的作用，峰保持器的作用； 图中加法器和比较器的作用是当有效的位置信号产生后， 通过加法器和比较器产生一个 甄别后的有一定宽度的信号，提供给底板上的符合电路，与其他采集板（如两块时间信号采 集板）的信号进行多重符合，判断是否同一事件，以排除其他的一些噪声的影响。 峰保持器的作用是，由于 ADC 的模数转换需要一定的时间，所以在转换期间必须保证 ADC 输入的保持稳定，而峰保持器就提供了峰展宽的作用，保

3、证 ADC 输入信号在一定时间 内保持位置输入信号的峰值不变。 3） 每一个通道输入级后的线性门的作用是什么？ 线性门分两种，常开式和常闭式。位置信号数据采集板中的线性门属于常闭式，有触发 信号后才会打开，打开的宽度为 TW1，也就是只有在这段时间内输入级的输出信号才会线 性的传递到峰保持器， 其他时间输入级和峰保持器是隔离状态， 这样就舍弃了不满足阈值要 求的噪声信号。 2. 解释软件重用的概念，并说明基于软件框架的重用与传统类库的应用有哪些 区别。 软件重用是利用事先建立好的软部件创建新软件系统的过程。 系统地开发可重用的软部件。这些软部件可以是代码，但不应该仅仅局限在代码。我们 必须从更

4、广泛和更高层次来理解， 这样才会带来更大的重用收益。 比如软部件还可以是： 分析，设计，测试数据，原型，计划，文档，模板，框架等等。 系统地使用这些软部件作为构筑模块，来建立新的系统。 类库与软件框架重用区别： 类库是类的集合，这些类之间可能是相互独立的。应用开发者希望使用任何一个类时可 以直接调用它，而不必再写一个。与类库相比，框架和类库有着相似的形式，即框架也往往 是类的集合；但不同之处在于，框架中的各个类并不是孤立的，而框架中的业务逻辑代码是 将不同的类“连”在一起， 在它们之间建立协作关系。 图 1 很好地表达了上述意思。 简单地说， 就是行为相对于协议，执行相对于设计， “不是访问我

5、们，而是我们访问你” 。 框架中早已存在大部分程序的设计和结构以及它们的代码，因而可以大大减少编程的代 码；从框架中继承得到的代码早已经过测试，而且与其它代码集成在一起，因而增加代码的 可靠性和健壮性； 框架中代码的重用保证了连贯一致和程序之间的公共性能， 框架也使程序 较容易分成较小的模块， 因而更能保证一致性和模块化； 用户能把精力集中用在他们的具体 问题领域，不需要成为一些通用领域的专家，这些通用领域的问题（如用户接口，图形界面 或网络操作等等）框架已提供了服务 3.请回答一下问题： 1） ICF 实验数据采集处理和管理系统和高能物理实验中数据获取系统是两 种不同类型的系统，请指出设计这

6、两类系统的各自侧重点。 实验中原始数据流具有持续性和高速的特点，当代高能物理实验中数据获取系统是典型 代表；实验中原始数据流具有非持续性特点，ICF 实验装置中集成计算机控制系统（ICCS） 是典型代表。 高能物理实验中触发和数据获取系统主要包括前端电子学系统、 触发处理系统、 数据采集主系统。ICF 实验数据采集、处理和管理系统可分为实时控制层和管理控制层两个 层次，中间用总线或网络相连接，应包括前端物理测量节点的数据采集（即各物理诊断项目 的数据采集又叫前端处理器 FEP） 、所有测试项目的综合数据采集、实验数据库、实验数据 处理程序库四部分组成集成计算机控制系统（ICCS)。 2） 基于

7、 VXI 总线多路门控积分器和 VXI-GPIB 协议转换两种 VXI 模块都有接 口模块，这类模块应该完成哪些基本功能？ 基于 VXI 总线多路门控积分器接口模块包括功能电路和接口电路。功能电路完成触发控 制和积分器功能，接口电路主要实现读写其基本配置寄存器和操作相关寄存器。 VXI-GPIB 协议转换接口模块主要实现接口功能和仪器功能， 解决由于 GPIB 总线速度的限 制，计算机无法与 VXI 总线进行高速通讯的问题。 3） 在设计和建立 ICF 实验数据库系统过程中，通过哪几个基本步骤？ 数据信息分析ICF 物理实验中实验数据和相关结果产生的过程 数据处理要求 ICF 实验数据库的逻辑

8、设计 数据库的物理设计和创立 数据库中实验数据的录入和输出 4.请说明高能物理实验数据获取系统的一般结构，并简述各子系统的主要功能。 高能物理实验中触发和数据获取系统主要包括前端电子学系统、触发处理系统、数据采 集主系统。 前端电子学的主要功能： 探测器模拟处理：前放、成形、模拟存储 数字化：甄别、ADC、TDC、地址编码 数据零压缩：判断逻辑和编码 数据缓冲：高速存储器及其控制电路 触发系统： 对原始事例进行区别或甄别，称为触发判选系统,触发实际上是对事例的选通 数据采集主系统： 将前端电路各部分信息按一定格式收集在一起,组成事例信息集合； 对事例进行预处理(扣本底和台阶,进行数据刻度)； 对事例进行进一步判选,并记录在永久媒体中； 实验的在线监测。 5.大亚湾反应堆中微子振荡实验中，探测器分为中心探测器和外围的反符合探测 器。 中心探测器探测反应堆中微子和靶物质的相互作用，反符合探测器用来排除 宇宙线等非反应堆中微子的作用结果。 中心探测器采用闪烁探测器和光电倍增管 结构， 反符合探测器采用工作在流光模式下的 RPC 和读出条的结构。 中心探测器 的触发条件是若干光电倍增管收集到的信号模拟相加的结果（总能量和）大于一 定的阈值，同时反符合探测器没有击中的信号。RPC 探测器已读出条感应信号超 过一定幅度为击中条件，给出逻辑“1”代表该道有击中信号。