实验四单道脉幅度分析器核电子学实验讲义.docVIP

实验四 单道脉冲幅度分析器 一、实验目的 1、熟悉单道脉冲幅度分析器的工作原理 2、掌握单道脉冲幅度分析器的甄别阈及道宽线的测量方法 3、了解测量单道分析器分辨时间的方法。 二、实验仪器与装置： 1、NIM机箱和电源一套 2、BH1219型单道脉冲分析器一台 3、TDS1210型示波器一台 4、BH1220定标器插件一个 5、FH—442型滑移精密幅度脉冲发生器一台 6、MFS—70A型双脉冲信号发生器一台 7、EDM-82B型数字万用表一个 三、预习要求 1、参考核电子学，掌握单道脉冲幅度分析器的工作原理。 1、对照FH—1008A单道脉冲分析器熟悉仪器结构。 四、电路原理 单道脉冲幅度分析器要求只有输入脉冲幅度落入给定的电压（阈电平）范围（VU—VL）之内时，才输出逻辑脉冲。而输入脉冲幅度小于VL或大于VU时皆无输出脉冲。 单道脉冲幅度分析器组成框图如图4-1，共由6部分组示。电路原理图如图4-。其中电压比较器用LM710，响应速度快（40ns），放大倍数高（1000V/V）。 图4-1 单道脉冲幅度分析器原理框图 输入衰减及双向输入 由于比较器的最大输入电压范围为±5V，而一般放大器的满量程输出电压为10V。为了达到满量程10V的分析范围，在单道中引入了一个二比一衰减器，它由LM318型双端输入的差值单运算放大器构成。正的输入信号由电阻R32、R33分压，LM318的3脚和2脚为Vi/3，6脚输出为（Vi/3）/10*15=Vi/2；负的输入信号经R34输入到LM318的反向端，LM318的3脚和2脚为虚地，电压为0，输出信号为-Vi/2。 (2) 基线恢复器 作用是保证单道分析器能在高计数率输入信号下，不因基线偏移而产生明显的谱线移动。它由T3和T4和T1和T2组成，T3，T4是一个发射极公用一个电阻R39的电流源，T1，T2组成互补晶体管的怀特射极输出器，具有很高的输入阻抗，很低的输出阻抗和良好的线性，整个电路构成很深的直流负反馈，因此静态工作点很稳定。静态时，T3导通电流约为247μA，T4，T1，T2的导通电流分别为100μA 、100μA、400μA。当正向信号经C28加至T1基极时，引起T2发射极电位降低，这使T4导通电流增加而把T3截止，因此，C28通过射极输出器极高的输入阻抗充电，正向输入信号结束时，C22开始放电，而T1基极电位下降至静态值稍下，使T2发射极电位高于其静态电位，T4导通电流减小，T3又重新导通。T3的集电极电流使C22很快放电，T1基极电位迅速恢复其静态值，因而，T1发射极电位随即恢复至基线。该基线恢复器输入阻抗高，传输系数十分接近于1，工作稳定，线性好。 (3) 参考电压运算器 LM710电压比较器的参考电压，由两个参考电压运算放大器（LM3140）提供。由两个串联的2DW7C稳压管并经十圈电位器W2提供阈值电压U, W4提供道宽电压ΔU。U和ΔU加至加法器和减法器的输入端，在加法器和减法器的输出端即可分别获得上甄别和下甄别器的阈电压，开关K2可实现道宽的对称或非对称调节。设阈值电位器W2中心抽头对地电压设为U，调道宽电位器W4中心抽头对地电压设为ΔU，由运算放大器原理，加法器A1输出电压U1=。因U和ΔU本身为负值，所以U1对地电压实际为正。U1作为上甄别器的阈电压。 在道宽非对称性调节的情况下，减法器A2是一个有1/2衰减的倒相器，其输出电压U2=,U2作为下甄别器的阈电压。道宽为U1-U2=。 在道宽对称调节的情况下，减法器的倒相输入端加有电压U，而其同相输入端加入电压ΔU，这时减法器A2的输出电压U2=。此时道宽为 而在调节道宽时，U1和U2的变化，大小相等，方向相反，于是保持了道中心始终为。 下阈十圈电位器和道宽十圈电位器调节1圈，对应电压调节为0.5V。由于输入信号也通过输入衰减器也衰减了1/2，所以十圈电位器调节到1圈时，阈值电压U1和道宽电压对应为为0.5V,等效于对输入电压的阈值和道宽电压为1V。 (4) 甄别器（电压比较器） 上、下甄别器均采用集成比较器LM710, 加外部元件接成交流耦合施密特电路。当输入脉冲幅度与阈电压相等时，输出电平产生跳变，跟随触发器的回差（电压）由输出分压器决定，电路回差约为50mV,输出为负脉冲。 (5) 反符合门电路 反符合门电路由双单稳态A5(74LS123)和4双输入与非门A6(74LS37)构成。其中A6的两个与非门C、D构成的RS触发器。 静态时，成形电路的A5-13端输出为低电平，A5-12端输出为高电平，RS触发器的A6-8端输出为高电平，A6-6输出为高电平，A6-3输出为低电平。 图4-3 输入信号在高于下阈、低于上阈的反符合电路各级 图