一种简易的时幅变换器的设计
发表时间：2018-06-12T10:10:13.753Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：贾建申崔喆[导读] 摘要：在核物理实验当中，对于时间测量的方法有很多种。
（福建福清核电有限公司福建福清 350318）
摘要：在核物理实验当中，对于时间测量的方法有很多种。而随着核电子学的发展我们能够运用的方法也会越来越多，对我们的测量结果的精准程度也会越来越高。时间-幅度变换器作为一种重要的测量方法，时间-幅度变换器的基本功能是将两个相关事件(即两个相关脉冲,一个起始脉冲,一个停止脉冲)之间的间间隔线性地变换成一定幅度的脉冲输出。运用时间与幅度在电路中正比的关系，在电路中实现时间到幅度的转变，因为时间-幅度变换器在飞行时间测量、粒子类别判断方面具有着重要的意义，所以本文在时间-幅度变换器原理的基础上，通过对多种时间-幅度变换器的解剖学习，从而设计一种高时间精度测量、低成本、易操作的仪器。
关键词：时间测量；时间-幅度转变；设计
从核电子学角度出发，基本的时间测量有两大方面。1是定时甄别2是时间变换。
定时甄别是处理具体事例发生时的所产生的精确的时间，常有三种方法。（1）前沿定时（2）恒比定时（3）过零定时。恒比定时和过零定时是为了减少时间-幅度游动所延伸出的方法，但是在电路中，可能会产生其他的误差。在现在的核物理实验测量中，大多运用前沿定时的方法，这种方法需要高速比较器，以一个预置的阈值为标准，信号出现为输出信号的前沿。并且利用同一信号的幅度测量向幅度-时间游动带来的定时误差进行校正，这已基本上成为一种标准方法。双阈技术经常被运用于实际过程中，将同一信号用高阈和低阈进行区别比较。如果两者的输出信号想符合即低阈高于高阈的信号，电路才能有输出信号。
4.一种简易的时幅变换器的设计方法与步骤
1.方案原理构想
起始脉冲的到来时电路使一个恒流源I和电容C构成一个回路，恒流源I开始对电容C进行充电，终止脉冲使回路断开，恒流源I停止对电容C充电。我们通过电容C上的电压来得到充电的时间长短，两者成正比关系。 V=It/C （因为I是稳定不变的）。[5]
最后电路具有复位线路，使电容C放电，让其的电压变为零，从而达到下次测量时间的作用。
2.确定原理方案
根据时幅变换器的工作原理，确定的方案为：起始脉冲的到来使起始双稳态发生翻转，使电路中开关从放电端口到达充电端口，此时恒流源I开始对电容C进行充电，当终止脉冲到来时同样使终止双稳态发生翻转，这时的电路就是从以前的充电起始端到达停止端，恒流源停止充电，而电容C的电压不在发生变化，电压通过一个缓冲的放大器再经过线性门输出，然后对输出电压结果的摘取，在终止脉冲经过停止双稳态的时候，也会触发延迟取样电路，这个电路的作用就是在取样完成之后，开关将会从停止端到达放电端，这时的电容C将会放电，电压变为零，系统复位。具体的延迟取样电路的作用是延迟一定的时间t1，t1时间后会输出一个取样的脉冲t2并且在同一时间t2输出一个变换输出，复位工作开始进行。当起始脉冲输入与终止脉冲之间的时间间隔过长的时候，电容C的输出电压通过缓冲放大器会直接到达超量程触发器，这时会直接触发复位开关，从而使电路开关直接到达放电端进行电路复位。如果在起始脉冲没有输入而只有终止脉冲的时候，电容C上是不会有电压储存，所以实验之后也不会有输出产生。不论是在正常工作或者不正常工作（上述的起始脉冲到终止脉冲之间时间过长）的情况下复位开关的作用是1、对电容C进行放电处理；2、将起始双稳态和终止双稳态进行复位。根据原理得到原理方框图2如下： 3.电路的结构形式的选择与设计
起始的输入信号在进入起始双稳态使其发生翻转之前要经过现付整形、起始门等，作用就是对起始的信号进行处理，为后续工作做准备。为接下来的电路提供一个标准的电位。
终止的输入信号在进入终止双稳态的时候，也要进行信号处理，其中包括限幅整形、标准化的高低电平，然后完成后续工作。
变换电路。时间幅度变换器的变换电路模块主要由起始双稳和起始电流开关、停止双稳和停止电流开关、变换箱位等单元电路以及变换电容等元件组成。变换电路的功能主要是按照系统规定的逻辑关系来实现具体的时间幅度变换，产生幅度大小与起始信号和停止信号时间间隔成正比的脉冲信号。并在完成一次时间变换或被测信号超过所选量程 (即所谓的“超量程”)时，受到相应的复位信号控制以使起始双稳和停止双稳复位，则系统恢复静态工作状态，以备下一次的“动态”工作。