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第一章1.1 核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信号的特点来说明。
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。
1.4 当探测器输出等效电流源/0()t o i t I e τ-=时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R 0C 0<<τ的情况。
V 0(s) = I 0(s)·[R 0∥(1/sc)]= I 0[1/(s+1/τ)]·[R 0(1/sc 0)/( R 0+(1/sc 0)) =( I 0/ c 0)·{1/[(s+1/τ) (s+1/ R 0 c 0)]}∴当R 0 c 0<<τ时，τ－R 0 c 0≈τ∴1.5 如图，设，求输出电压V(t)。
1.6 表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ENV ENC ENN ENE η (FWHM)NE不是1.7 设探测器反向漏电流I D =10-8A ，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于I D 的比值。
115.6610A -==⨯=35.6610DI -=⨯=1.8 试计算常温下（设T=300K ）5M Ω电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为1MHz ），并与1MHz 能量在20pF 电容上的输出幅值作比较。
52.8810V -===⨯∵212E CV =∴0.126V V ==1.9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。
1.10 电路中，若输入电压信号V i （t ）=δ（t ），求输出电压信号V 0（t ），并画出波形图，其中A=1为隔离用。
t1.12 设一系统的噪声功率谱密度为2222()//i S a b c ωωω=++，当此噪声通过下图电路后，求A 点与B 点的噪声功率谱密度与噪声均方值。
习题解答第一章绪论1、核信息的获取与处理主要包括哪些方面的？①时间测量。
核信息出现的时间间隔是测定核粒子的寿命或飞行速度的基本参数，目前直接测量核信息出现的时间间隔已达到皮秒级。
②核辐射强度测量。
核辐射强度是指单位时间内核信息出现的概率，对于低辐射强度的测量，要求测量仪器具有低的噪声本底，否则核信息将淹没于噪声之中而无法测量。
对于高辐射强度的测量，由于核信息十分密集，如果信号在测量仪器中堆积，有可能使一部分信号丢失而测量不到，因此要求仪器具有良好的抗信号堆积性能。
对于待测核信息的辐射强度变化范围很大的情况(如核试验物理诊断中信号强度变化范围可达105倍)，如测量仪器的量程设置太小，高辐射强度的信号可能饱和；反之，如量程设置太大，低辐射强度的信号又测不到，因此对于这种场合的测量则要求测量仪器量程可自动变换。
③能谱测量。
辐射能谱上的特征是核能级跃迁及核同位素差异的重要标志，核能谱也是核辐射的基本测量内容。
精确的能谱测量要求仪器工作稳定、能量分辨力达到几个电子伏特，并具有抑制计数速率引起的峰位和能量分辨力变化等性能。
④位置测量。
基本粒子的径迹及空间位置的精确测定是判别基本粒子的种类及其主要参数的重要手段。
目前空间定位的精度可达到微米级。
⑤波形测量。
核信息波形的变化往往反映了某些核反应过程的变化，因此核信息波形的测量是研究核爆炸反应过程的重要手段，而该波形的测量往往是单次且快速(纳秒至皮秒级)的。
⑥图像测量。
核辐射信息的二维空间图像测量是近年来发展起来的新技术。
辐射图像的测量方法可分为两类：第一种是利用辐射源进行透视以摄取被测物体的图像；第二种是利用被测目标体的自身辐射(如裂变反应产生的辐射)以反映目标体本身的图像。
图像测量利用计算机对摄取的图像信息进行处理与重建，以便更准确地反映实际和提高清晰度。
CT技术就是这种处理方法的代表。
2、抗辐射加固主要涉及哪些方面？抗辐射加固的研究重点最初是寻找能减弱核辐射效应的屏蔽材料，后来在电路上采取某些抗辐射加固措施，然后逐渐将研究重点转向对器件的抗辐射加固。
习题解答第一章绪论1、核信息得获取与处理主要包括哪些方面得？①时间测量。
核信息出现得时间间隔就是测定核粒子得寿命或飞行速度得基本参数,目前直接测量核信息出现得时间间隔已达到皮秒级。
②核辐射强度测量。
核辐射强度就是指单位时间内核信息出现得概率,对于低辐射强度得测量,要求测量仪器具有低得噪声本底,否则核信息将淹没于噪声之中而无法测量。
对于高辐射强度得测量,由于核信息十分密集,如果信号在测量仪器中堆积,有可能使一部分信号丢失而测量不到,因此要求仪器具有良好得抗信号堆积性能。
对于待测核信息得辐射强度变化范围很大得情况(如核试验物理诊断中信号强度变化范围可达105倍),如测量仪器得量程设置太小,高辐射强度得信号可能饱与;反之,如量程设置太大,低辐射强度得信号又测不到,因此对于这种场合得测量则要求测量仪器量程可自动变换。
③能谱测量。
辐射能谱上得特征就是核能级跃迁及核同位素差异得重要标志,核能谱也就是核辐射得基本测量内容。
精确得能谱测量要求仪器工作稳定、能量分辨力达到几个电子伏特,并具有抑制计数速率引起得峰位与能量分辨力变化等性能。
④位置测量、基本粒子得径迹及空间位置得精确测定就是判别基本粒子得种类及其主要参数得重要手段、目前空间定位得精度可达到微米级。
⑤波形测量。
核信息波形得变化往往反映了某些核反应过程得变化,因此核信息波形得测量就是研究核爆炸反应过程得重要手段,而该波形得测量往往就是单次且快速(纳秒至皮秒级)得。
⑥图像测量、核辐射信息得二维空间图像测量就是近年来发展起来得新技术。
辐射图像得测量方法可分为两类:第一种就是利用辐射源进行透视以摄取被测物体得图像;第二种就是利用被测目标体得自身辐射(如裂变反应产生得辐射)以反映目标体本身得图像、图像测量利用计算机对摄取得图像信息进行处理与重建,以便更准确地反映实际与提高清晰度。
ＣＴ技术就就是这种处理方法得代表、2、抗辐射加固主要涉及哪些方面？抗辐射加固得研究重点最初就是寻找能减弱核辐射效应得屏蔽材料,后来在电路上采取某些抗辐射加固措施,然后逐渐将研究重点转向对器件得抗辐射加固。
第一章1.1 核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信号的特点来说明。
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。
1.4 当探测器输出等效电流源/0()t o i t I e τ-=时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R 0C 0<<τ的情况。
V 0(s) = I 0(s)·[R 0∥(1/sc)]= I 0[1/(s+1/τ)]·[R 0(1/sc 0)/( R 0+(1/sc 0)) =( I 0/ c 0)·{1/[(s+1/τ) (s+1/ R 0 c 0)]}∴当R 0 c 0<<τ时，τ－R 0 c 0≈τ∴1.5 如图，设，求输出电压V(t)。
1.6 表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ENV ENC ENN ENE η(FWHM)NE不是1.7 设探测器反向漏电流I D =10-8A ，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于I D 的比值。
115.6610A -==⨯=35.6610DI -=⨯=1.8 试计算常温下（设T=300K ）5M Ω电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为1MHz ），并与1MHz 能量在20pF 电容上的输出幅值作比较。
52.8810V -===⨯∵212E CV =∴0.126V V ==1.9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。
1.10 电路中，若输入电压信号V i（t）=δ（t），求输出电压信号V0（t），并画出波形图，其中A=1为隔离用。
t1.12 设一系统的噪声功率谱密度为2222()//i S a b c ωωω=++，当此噪声通过下图电路后，求A 点与B 点的噪声功率谱密度与噪声均方值。
第一章1.1 核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信号的特点来说明。
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。
1.4 当探测器输出等效电流源/0()t o i t I eτ-=g 时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并讨论R 0C 0<<τ的情况。
V 0(s) = I 0(s)·[R 0∥(1/sc)]= I 0[1/(s+1/τ)]·[R 0(1/sc 0)/( R 0+(1/sc 0)) =( I 0/ c 0)·{1/[(s+1/τ) (s+1/ R 0 c 0)]}∴当R 0 c 0<<τ时，τ－R 0 c 0≈τ∴1.5 如图，设，求输出电压V(t)。
1.6 表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ENV ENC ENN ENE η(FWHM)NE不是1.7 设探测器反向漏电流I D =10-8A ，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于I D 的比值。
115.6610A -==⨯=35.6610DI -=⨯=1.8 试计算常温下（设T=300K ）5M Ω电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为1MHz ），并与1MHz 能量在20pF 电容上的输出幅值作比较。
52.8810V -===⨯∵212E CV =∴0.126V V ==1.9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。
1.10 电路中，若输入电压信号V i（t）=δ（t），求输出电压信号V0（t），并画出波形图，其中A=1为隔离用。
t1.12 设一系统的噪声功率谱密度为2222()//i S a b c ωωω=++，当此噪声通过下图电路后，求A 点与B 点的噪声功率谱密度与噪声均方值。
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在核辐射测量中，最基本的特点是它的统计特点、非周期性、非等值性，核电子学解析这种信号，经办理获取适用的信息。
1.4 当探测器输出等效电流源i o(t ) I0e t /时，求此电流脉冲在探测器输出回路上的输出波形并谈论 R0C0<< τ的情况。
V0(s) = I0(s)·[R0∥(1/sc)]=I0[1/(s+1/τ)] ·[R0(1/sc0)/( R0+(1/sc0))=( I 0/ c0)·{1/[(s+1/ τ) (s+1/ R0 c0)]}∴当 R0 c0<<τ时，τ－R0 c0≈τ∴1.5 如图，设，求输出电压V(t)。
1.6 表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压可否就是等效噪声电压？为什么？ENV ENC ENN ENE η(FWHM) NE不是1.7 设探测器反向漏电流 I D =10-8A ，后级电路频宽为 1MHz, 计算散粒噪声相应的方根值和有对于 I D 的比值。
di D22I D e df5.66 10 11A =di D 25.66 103=I D1.8 试计算常温下（设 T=300K ）5M Ω电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为 1MHz ），并与 1MHz 能量在 20pF 电容上的输出幅值作比较。
dv 2di2R24kT df R 22.88 10 5VR∵E1CV 22∴ V2E/ C0.126V1.9求单个矩形脉冲 f （t ）经过低通滤波器， RC=T ，RC=5T ，及 RC=T/5，时的波形及频谱。
t1.10 电路中，若输入电压信号V i（t）=δ（t），求输出电压信号V0（t），并画出波形图，其中A=1 为隔断用。
1.12 设一系统的噪声功率谱密度为S i( ) a2b2/2c2/，当此噪声经过以下图电路后，求 A 点与 B 点的噪声功率谱密度与噪声均方值。
核电子学习题解答第一章第二章第三章第四章第五章第六章第一章1.1 核电子学与一般电子学的不同在哪里？以核探测器输出信号的特点来说明。
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。
1.4 当探测器输出等效电流源时，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。
V0(s) = I0(s)·[R0∥(1/sc)]= I0[1/(s+1/τ)]·[R0(1/sc0)/( R0+(1/sc0))=( I0/ c0)·{1/[(s+1/τ) (s+1/ R0 c0)]}∴当R0 c0<<τ时，τ－R0 c0≈τ∴1.5 如图，设，求输出电压V(t)。
1.6 表示系统的噪声性能有哪几种方法？各有什么意义？输入端的噪声电压是否就是等效噪声电压？为什么？ENV ENC ENN ENE η (FWHM)NE不是1.7 设探测器反向漏电流ID=10-8A，后级电路频宽为1MHz,计算散粒噪声相应的方根值和相对于ID的比值。
1.8 试计算常温下（设T=300K）5MΩ电阻上相应的均方根噪声电压值（同样设频宽为1MHz），并与1MHz能量在20pF电容上的输出幅值作比较。
∵∴1.9U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。
1.10 电路中，若输入电压信号Vi（t）=δ（t），求输出电压信号V0（t），并画出波形图，其中A=1为隔离用。
由，得：1.12 设一系统的噪声功率谱密度为，当此噪声通过下图电路后，求A点与B点的噪声功率谱密度与噪声均方值。
对A点：,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）求Vo(t)的一般表达式（2）当Cf=1pF, Rf=109Ω时，画出大致波形并与Rf→∞时作比较。
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与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.核电⼦学是核科学与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.简述⽩噪声与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。
i
C
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
Rf
Cf A1V o(t)
i(t)
∴()f f t R C O f
Q V t e C -=
（2） R f C f =109×10-12=10-3(S)
2.4 一个低噪声场效应管放大器，输入等效电容C i =10pF ，输入电阻R i =1M Ω，栅极电流I G =0.1μA ，跨导g m =1mA/V ，C gs <<C c ，放大器频带Δf=10MHz ，T=290K ，1/f 噪声可忽略，求输入端等效噪声。
输入电阻热噪声：
24Ri kT di df Ri
= Ig 噪声：22g I g di eI df
= 沟道热噪声：283T m
kT dV df g = ∴()222
22i g n Ri I i T di di di C dV ω=++
()24823g i m
kT kT df eI df C df Ri g ω=++
2.6 分析快电荷灵敏前置放大器，
（1） 画出简化框图
（2） 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）
（3） 估算电路的开环增益 （g m =5mA/V , A 3=0.98）
（4） 估算该前放的上升时间 （C a =5pF, C i =5pF ）
（2）A CQ =1/Cf=1×1012 V/C
A CE =e/(C f ω)=44.4 mv/Mev
（3）A 0=g m R 6/(1-A 3)=750
（4）tr 0=2.2R a C a /(1+A 0F 0)=2.2C a (C i +C f )/g m C f =13.2 ns
2.7 讨论电荷灵敏、电压灵敏、电流灵敏三种前置放大器的特性，各适于哪方面的应用，为什么？
电流灵敏前放输出快，对输出电流信号直接放大，常用作快放大器，但相对噪声较大，主要适用于时间测量系统。
电荷灵敏前放和电压灵敏前放用于能谱测量系统，电荷灵敏前放比电压灵敏前放输出电压稳定性高，可用在能量分辨率较高的系统。
