核能谱信号放大器脉冲成形电路的设计

可程控核能谱信号放大器原理
引言
核能谱放大器是能谱测量系统的重要组成部分，其性能直接影响整个能谱测量系统的分辨率。

本文对传统的核能谱信号放大器的不足之处进行了改进。

设计研制一种通用的、放大倍数可程控的核能谱信号放大器，使其能同时适用于X荧光仪，伽玛谱仪等核能谱测量仪器，具有通用性。

该放大器如进一步融合信号采集(A/D转换)技术和数字信号处理(DSP)技术可构成一个功能完备的核能谱信号处理系统。

1 电路基本组成
该电路主要包括滤波成形，程控放大，基线消除等三部分。

其中滤波成形电路包括极零相消，四级巴特沃斯滤波电路，极性选择电路;程控放大电路包括一级20倍放大和12位DAC程控放大电路;基线消除电路包括去除直流电路，反相电路及电压跟随电路，结构框图如图1所示。

核辐射脉冲信号检测电路设计
核辐射脉冲信号检测电路设计
概述：
核辐射脉冲信号检测电路用于检测和测量环境中的核辐射脉冲信号。

该电路主要由前置放大器、滤波器、鉴频器、定时器和计数器等
组成。

前置放大器将微弱的核辐射脉冲信号放大后，滤波器滤除杂散
信号，鉴频器将信号转换为可检测的直流信号，定时器控制计数时间，计数器计量辐射脉冲信号强度，输出结果显示。

具体设计：
1. 前置放大器：选用高灵敏度、低噪声、低功耗的运放，输入
端接有放大器和射线探测器之间的信号接口。

加入高阻抗的输入电路
和适当的反馈电路，以提高增益、减小偏置电流和提高频响特性。

2. 滤波器：为了去除杂散干扰信号，我们需要设计一个低通滤
波器，将高频干扰信号滤除，滤波器采用RC滤波器，降低噪声，同时
保持信号的波形不失真。

3. 鉴频器：通过用一个带通滤波器来“去除”掉高，低频分量，得到一个可以测量的直流信号，鉴频器采用全波整流电路，以将信号
转换为可测量的直流电压，输出电压的大小与输入信号的强度成正比。

4. 定时器：用555芯片作为定时器，控制计数器计数时间，使
计数器能够对辐射信号进行定量测量。

5. 计数器：通过计数器对鉴频器输出的直流电压进行计数，来
对辐射信号的强度进行测量，计数器采用CMOS计数器，可进行高速计数，并具有较高的稳定性和可靠性。

总结：
本设计实现了对核辐射脉冲信号的检测和测量，采用前置放大器、滤波器、鉴频器、定时器和计数器等电路进行信号处理，实现了对辐
射信号的准确测量，具有较高的稳定性和可靠性。

脉冲信号产生电路设计脉冲信号产生电路是一种常见的电路设计，可以用于产生特定频率和周期的脉冲信号。

本文将介绍脉冲信号产生电路的基本原理、设计流程和实现方法。

一、脉冲信号产生电路的基本原理脉冲信号产生电路的基本原理是利用RC电路的充放电过程来产生脉冲信号。

当电容器充电到一定电压时，电容器会自动放电，这种过程可以产生一个脉冲信号。

通过调整电容器的电容值和电阻的阻值，可以控制脉冲信号的频率和周期。

二、脉冲信号产生电路的设计流程1. 确定脉冲信号的频率和周期：根据实际需求，确定脉冲信号的频率和周期。

2. 选择电容器和电阻：根据脉冲信号的频率和周期，选择合适的电容器和电阻。

3. 计算电容器和电阻的阻值：根据电容器和电阻的选择，计算出它们的阻值。

4. 组装电路：根据计算结果，组装电路。

5. 测试电路：连接电路后，进行测试，检查脉冲信号的频率和周期是否符合要求。

6. 调整电容器或电阻的阻值：如果脉冲信号的频率和周期不符合要求，可以通过调整电容器或电阻的阻值来实现。

三、脉冲信号产生电路的实现方法1. 555定时器电路：555定时器电路是一种常见的脉冲信号产生电路，可以产生稳定的脉冲信号。

它的优点是稳定可靠，适用于大部分应用场合。

2. 门电路：门电路也可以用于产生脉冲信号。

通过组合不同的门电路，可以实现不同的脉冲信号。

3. 基于微控制器的脉冲信号产生电路：基于微控制器的脉冲信号产生电路可以实现更加复杂的脉冲信号，适用于需要实现多种信号的应用场合。

四、总结脉冲信号产生电路是一种常见的电路设计，可以用于产生特定频率和周期的脉冲信号。

通过选择合适的电容器和电阻，以及调整电容器或电阻的阻值，可以实现不同频率和周期的脉冲信号。

在实现脉冲信号产生电路时，可以选择不同的实现方法，根据实际需求选择最适合的方法。

常用的脉冲整形电路1. 引言脉冲整形电路是一种用于改变信号波形的电路，可以将输入的信号进行整形，使其满足特定的要求。

常用的脉冲整形电路有多种类型，包括单稳态多谐振荡器、Schmitt触发器和非线性元件等。

本文将介绍常见的脉冲整形电路及其工作原理、应用场景和设计要点。

2. 单稳态多谐振荡器单稳态多谐振荡器是一种产生指定时间宽度的脉冲信号的电路。

它由一个RC网络和一个比较器组成。

2.1 工作原理当输入信号上升沿到达比较器阈值时，比较器输出高电平，导致RC网络充电。

当RC网络充电至某个阈值时，比较器输出低电平，导致RC网络开始放电。

放电过程中，输出保持低电平直到RC网络完全放电为止。

这样就产生了一个时间宽度固定的脉冲信号。

2.2 应用场景单稳态多谐振荡器常用于数字系统中的时序控制电路，例如产生延时信号、触发信号等。

2.3 设计要点设计单稳态多谐振荡器时，需要确定以下参数：•RC网络的时间常数：决定了脉冲宽度的持续时间。

•比较器阈值：决定了输入信号上升沿触发的时刻。

3. Schmitt触发器Schmitt触发器是一种通过正反馈实现的双稳态非线性元件。

它可以将输入信号的波形进行整形，并产生一个幅值固定的方波输出。

3.1 工作原理Schmitt触发器包含一个比较器和一个正反馈网络。

当输入信号超过比较器阈值上限时，输出被拉高；当输入信号低于比较器阈值下限时，输出被拉低。

在两个阈值之间，输出保持不变。

这样就实现了对输入信号进行整形的功能。

3.2 应用场景Schmitt触发器常用于噪声滤波和数字电路中的数字信号整形。

3.3 设计要点设计Schmitt触发器时，需要确定以下参数：•比较器阈值上限和下限：决定了输入信号被整形为高电平或低电平的阈值。

•正反馈网络的增益：决定了整形后的方波输出的幅值。

4. 非线性元件非线性元件是一种通过非线性特性实现信号整形的电路。

常见的非线性元件有二极管、晶体管和运算放大器等。

4.1 工作原理非线性元件通过其非线性特性对输入信号进行处理。

脉冲信号产生电路设计脉冲信号产生电路是一种电路设计，它可以产生一系列的脉冲信号，这些信号可以用于各种不同的应用，例如数字电路、通信系统、计算机等等。

在本文中，我们将介绍脉冲信号产生电路的基本原理、设计方法和应用。

脉冲信号产生电路的基本原理是利用电容和电阻的充放电过程来产生脉冲信号。

当电容充电时，电压会逐渐增加，当电压达到一定值时，电容会开始放电，电压会逐渐降低。

这个过程可以用一个简单的RC电路来实现。

当电容充电时，电压会逐渐增加，当电压达到一定值时，电容会开始放电，电压会逐渐降低。

这个过程可以用一个简单的RC电路来实现。

在脉冲信号产生电路中，我们可以通过改变电容和电阻的数值来控制脉冲信号的频率和幅度。

例如，如果我们想要产生一个高频率的脉冲信号，我们可以选择一个小的电容和一个大的电阻。

相反，如果我们想要产生一个低频率的脉冲信号，我们可以选择一个大的电容和一个小的电阻。

脉冲信号产生电路的设计方法有很多种，其中最常见的是使用555定时器。

555定时器是一种集成电路，它可以产生各种不同的脉冲信号。

它的工作原理是利用电容和电阻的充放电过程来产生脉冲信号。

通过改变电容和电阻的数值，我们可以控制脉冲信号的频率和幅度。

脉冲信号产生电路在各种不同的应用中都有广泛的应用。

例如，在数字电路中，脉冲信号可以用来控制逻辑门的开关。

在通信系统中，脉冲信号可以用来传输数字信号。

在计算机中，脉冲信号可以用来控制各种不同的设备，例如打印机、硬盘驱动器等等。

脉冲信号产生电路是一种非常有用的电路设计，它可以产生各种不同的脉冲信号，这些信号可以用于各种不同的应用。

通过掌握脉冲信号产生电路的基本原理和设计方法，我们可以设计出各种不同的脉冲信号产生电路，以满足不同的应用需求。

脉冲信号产生电路设计
脉冲信号产生电路是一种能够产生具有特定频率和占空比的脉冲信号的电路。

它可以应用于许多领域，如通信、计算机、控制等。

下面是一个基本的脉冲信号产生电路设计：
1. 选择适当的元器件：在设计脉冲信号产生电路之前，需要选择适当的元器件。

其中最重要的是集成电路和电容器。

2. 选择适当的集成电路：在这个设计中，我们将使用555定时器作为主要集成电路。

它是一种非常常用的定时器，具有广泛应用。

3. 连接元件：将555定时器与其他元件连接起来。

在这个设计中，我们需要连接一个电容器和若干个电阻。

4. 设置频率和占空比：根据实际需求设置脉冲信号的频率和占空比。

这可以通过调整电容器和电阻来实现。

5. 调试：完成连接后，需要对整个系统进行调试。

对于初学者来说，可能需要一些时间来找到最佳设置。

总之，脉冲信号产生电路设计需要考虑很多因素，并且需要进行仔细
的调试才能达到最佳效果。

如果您需要更深入的了解，可以参考相关电路设计书籍或咨询专业人士。

核能谱仪中信号调理电路的设计物理与光电信息科技学院电子信息工程专业郑英坤指导老师吴允平苏伟达【摘要】本文介绍了核能谱仪中甄别电路和峰值采样保持电路的工作原理及设计方法，同时给出了电路中主要器件的选型。

采用了双峰值采样保持电路结构，可以在很短时间内保持两个脉冲的峰值信号，从而减少了核能谱仪的死时间，提高了核能谱仪的性能。

【关键词】核能谱仪；甄别电路；信号峰值采样保持电路目录核能谱仪中信号调理电路的设计 (1)1.引言 (3)核技术的前景 (3)核能谱测量技术的发展 (3)几种能谱信号的甄别方法 (3)本系统甄别信号的方法 (4)几种能谱信号采样保持的方法 (4)本系统采样保持的方法 (5)2.硬件设计 (5)电路 (5)信号放大电路 (6)甄别电路 (7)峰值采样保持电路 (8)3.主程序流程 (12)4.性能测试 (13)测试仪器 (13)测试步骤 (13)测试数据处理 (14)5.总结 (16)致谢 (16)参考文献 (17)1.引言核技术的前景核技术在国防工业和军事领域的应用早已为人所知，但在民用产品和工业制造方面的应用在我国刚逐步开展起来，其发展前景是远大的。

首先，我国是核技术应用研究大国，具有大量的高级研究人员储备和世界先进水平的技术和设备，国外的技术在这一领域还不能对我国构成优势竞争；其次，核技术在我国的工业应用方面潜力巨大，诸多行业都可采用这一技术，如特殊钢材成分分析、水泥标号测定、医学病理研究、人工育种、煤炭灰分快速检测等。

另外，核技术有着自身的优点，是其它常规方法不能替代的。

在检测与监视系统中，核仪器检测方法较之其它方法更为快速、精确，而且，由于核测试仪器是非接触测量，可用于高温、高潮湿、高粉尘和高腐蚀的测试以及无损检测当中，例如测红钢包液面，红钢板厚度及黄金含量检测等[1]。

核能谱测量技术的发展核能谱探测的对象是从固体表面层射出的携带着表面层中大量的电子结构信息。

在现代表面分析技术中占有非常重要的地位。

核脉冲信号数字梯形成形方法核脉冲信号数字梯形成形方法核脉冲信号是一种非常重要的信号源，它在通信、雷达、医学等领域中广泛应用。

在数字信号处理中，对核脉冲信号的数字化处理是其中一个重要的研究领域。

本文将介绍核脉冲信号数字梯形成形方法。

数字梯形成形是将连续信号转换成离散信号的一种方法。

在核脉冲信号的数字化处理过程中，数字梯形成形方法可以将核脉冲信号转换成离散信号，从而方便信号的进一步处理和分析。

数字梯形成形的基本原理是使用模拟-数字转换器（ADC）对连续信号进行采样。

采样后的信号通过一个数字信号处理器（DSP）进行处理，并通过数字-模拟转换器（DAC）输出。

因此，数字梯形成形过程中需要考虑三个关键因素：采样频率、采样深度和转换精度。

在核脉冲信号的数字化处理中，采样频率、采样深度和转换精度是至关重要的。

采样频率通常要选择大于信号中最高频率分量的2倍，以避免混叠现象的发生。

采样深度指的是ADC每次采样所采集的比特数，采样深度越高，信号的动态范围就越大，但也会增加处理时间和计算复杂度。

转换精度是指转换器输出值和输入信号之间的误差，通常使用的是比特数来衡量，比特数越大，信号的精度就越高。

当采样频率、采样深度和转换精度确定后，数字梯形转换过程可以通过仿真软件进行模拟。

在模拟过程中，可以根据信号的实际情况对数字滤波器进行优化，从而进一步提高数字信号处理系统的性能。

除此之外，在数字梯形成形过程中，还需要注意信号的前置放大器的选择。

前置放大器可以将信号的微弱部分放大，提高信号的信噪比和动态范围，从而更好地提取核脉冲信号的特征。

尽管数字梯形成形方法已经被广泛使用，但是由于信号的复杂性和噪声的影响，数字化过程中的误差和失真也会导致分析结果的不准确性。

因此，在数字化过程中需要综合考虑采样频率、采样深度、转换精度、前置放大器等因素，以确保数字信号处理系统的精度和可靠性。

总之，核脉冲信号数字梯形成形方法是数字信号处理中的一个重要研究领域。

第40卷第4期 2020年7月核电子学与探测技术Nuclear Electronics &Detection TechnologyVol. 40 No. 4Jul. 2020基于Multisim/MATLAB的核脉冲信号高斯成形卢炜煌1>2,张怀强，李卓岱2(1.东华理工大学核技术应用教育部工程研究中心，南昌330013;2.东华理工大学核科学与工程学院，南昌330013)摘要：核脉冲信号的高斯滤波成形广泛应用于核谱仪系统中。

利用M u l t i s i m设计了 C R-(R C)m和 多级S a l l e n-K e y髙斯成形电路.实现了模拟核脉冲信号在不同参数条件下的高斯成形；基于基尔霍夫定 律分析推导出C R-(R C)m和S a l l e n-K e y电路的数值递推函数，在M A T L A B平台中实现了实际核信号的数字化高斯成形处理。

通过获取两种成形电路、数值递推函数在不同参数下的高斯成形效果，结果表 明仿真与实际核信号的高斯成形均能取得较理想的结果，为核脉冲信号的高斯滤波成形处理提供了设计参考。

关键词：M u l t i s i m:高斯成形；S a l l e n-K e y电路；C R-( R C)r"电路中图分类号：T L817文献标志码：A核脉冲信号的高斯滤波成形广泛应用于核谱仪系统中。

在模拟核谱仪系统中，常借助软件仿真CR-(RC)m和Sallen-Key电路以实现核脉冲信号的模拟高斯滤波成形。

吴军龙等人 阐明了 CR-(RC)m电路具体设计要求并利用M ultisim软件进行电路仿真[1];张怀强等人在MultLsim平台上通过不同信号源模拟产生核脉冲信号，设计出相应的CR-(RC)m和Sallen-Key 电路实现了高斯成形[2] ; 任印权等在MATLAB/Simulink 环境下对Sallen-Key 高收稿日期：2018_09_13基金项目：国家自然科学基金（11665001,41864007)、国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项(2017Y F F0106503)、核技术应用教育部工程研究中心开放基金（H J S J Y B2014 — 3)资助。

核能谱信号处理电路中电源电路的设计作者：李阳子曾卫华周舜铭贺雅慧张志勇来源：《科技资讯》 2011年第25期李阳子曾卫华周舜铭贺雅慧张志勇(中国地质大学(北京) 北京 100083)摘要:本文设计了一种DC-DC转换电路,该电路采用LT1763CS8-5、MAX764ESA、LT1964ES5-5作为电源转换芯片,在7V～20V直流输入条件下,实现了指定+5V和-5V电压的稳定输出,每路输出电流不小于500mA,并且电路整体转换效率达到66%,纹波峰峰值均小于32mV。

关键词:核能谱测量 DC/DC转换纹波转换效率中图分类号:TL825 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0136-01传统的电压转换技术在核能谱信号的处理中存在着纹波较大、效率过低以及不够稳定等缺点,这些不足都将影响核能谱信号的处理效果。

本文设计了一种稳定性能好、输出纹波峰峰值小于32mV、使用可靠、转换效率高的电源转换电路。

1 传统的电源转换电路传统的电压转换电路通常用MC34063芯片作为控制部分,外加少量元器件,从而实现定压输出、升压降压、电压反转等功能。

此种方案虽然成本较低,应用广泛,但仍然存在效率低、输出波纹大等缺点,不能用于精度较高的核能谱信号处理电路中。

2 本文设计的电源转换电路2.1 基本结构本文设计的电源转换电路包含两路输出:+5V和－5V。

输入电压范围是+7V～+20V直流。

其中+5V输出是由LT1763CS8-5LDO芯片产生;－5V输出是由MAX764ESA芯片将+5V电压反转产生－6V输出,再由LT1964ES5-5芯片输出稳定的-5V电源。

2.2 具体电路组成2.2.1 +5V电压转换电路(如图1)LT1763CS8-5芯片是微功耗、低噪声、低压差稳压器,能够提供500mA的输出电流和一个300mV的压差电压,重要特点是具有低输出噪声。

在增设一个外部0.01μF旁路电容器的情况下,输出噪声将降至20μVRMS(在一个10Hz～100kHz的带宽之内)。

核电子学实验系统低噪声放大电路设计脉冲信号具有微弱性和随机性等特点，易受到外界环境的干扰。

本文设计了一种脉冲信号低噪声放大电路，通过电荷灵敏放大器对输入信号进行滤除噪声和初步的放大，再经过由极零相消电路、极性转换电路、可调节放大电路、积分电路和基线恢复电路组成的主放电路对信号进行放大。

标签：低噪声脉冲信号极性转换积分电路中圖分类号：TN72 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）04-0335-01一、引言低噪声放大电路是核电子学实验系统的重要组成部分，其性能直接决定了后期数据采集和处理的准确性[1-3]。

放大电路一般电荷灵敏放大器和主放电路组成。

电荷灵敏放大器要求具有低噪声、高增益、低输出阻抗、较大的压摆率等性能[4-7]。

主放电路又称线性放大电路主要由极-零相消电路，极性转换电路，可调放大节，积分电路，基线恢复电路组成。

线性脉冲放大器的主要任务是对探测器的输出小信号进行线性放大和脉冲成形，以满足后继分析测量电路的需要[8]。

二、电荷灵敏放大电路的设计电荷放大器主要由一个高增益反向电压放大器和电容负反馈组成。

输入端的MOSFET或J-FET提供高绝缘性能，确保极低的电流泄露[9]。

本文所设计的电荷灵敏放大电路如图1所示。

C10为电荷灵敏放大模块的核心部件之一，选取容值为0.1uF的高精密校正电容。

电容C11将电流信号转化为电压信号，并且起到隔离直流电压的作用。

U2在本模块中起到了一个高通滤波的做用。

三、主放电路设计本次设计的电路原理结构框图。

电荷灵敏放大器输出的信号经过微分成形电路后，通过两次积分成形使信号的上升前沿变得缓慢，信号形状基本为准高斯脉冲，基线恢复电路主要是防止在高计数率时基线漂移，这样输出的脉冲信号就为高斯脉冲信号。

积分电路为多级积分成形，其作用是将信号成形为准高斯波形。

图3所示为2级有源积分滤波电路，其后再接一级无源积分滤波电路。

四、测试结果电荷灵敏放大器测试结果如图4所示，通过仿真结果可以看出输出信号为输入信号的1000倍左右，在理论上达到了这个模块的基本要求。