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实验三 线性脉冲放大器一、实验目的1、掌握线性脉冲放大器的工作原理；2、通过实验掌握线性脉冲放大器的主要指标的测量方法。
二、实验内容1、放大器第三放大单元的测试；2、BH1218线性脉冲放大器主要指标的测量。
三、实验原理图3-1 BH1218型线性放大器结构框图电路原理：本实验采用BH1218型线性脉冲放大器，整个放大器是由输入极性转换，一次极-零相消的微分电路，四级放大电路，三级积分电路和基线恢复器等组成，结构框图如图3-1所示。
BH1218型线性脉冲放大器的电路原理图如图3-2所示。
输入信号首先经过极-零相消的微分电路，微分时间常数分0、s μ5.0、s μ1、s μ2、s μ3、s μ4、s μ5、s μ6八档由开关2K 进行选择，极-零补偿可由调节1RV 的值实现，从而可消除具有指数衰减后沿信号经微分后所产生的信号的下冲部分，使后接的放大单元能正常工作。
微分后的信号经极性转换开关1K 加到由运算放大器1A （LF357）构成的第一放大级，输入为负信号时从1A 的反相输入端输入，放大单元反向输入时的放大倍数取决于9R 、11R 的值；输入为正信号时从1A 的同相输入端输入，放大单元同向输入时的放大倍数取决于12R 、13R 、9R 、11R 的值。
不论输入的信号极性是正还是负，本级均输出正极性信号。
第二放大级由运算放大器2A （LF357）构成同相放大级，由整机的放大倍数粗调开关的位置决定本级是否接入电路，在整机放大倍数较小时，第一级放大的信号直接进入第三放大级，本放大级不起作用；在整机的放大倍数较大时，第一级放大的信号经本放大级放大后进入第三放大级，使整机的放大倍数提高。
第三放大级由运算放大器3A （LM318）构成反相放大级，本放大级的原理如图3-3，前级的信号经增益粗调开关3K 进入该放大单元，由原理图可看出，将27R 和2RV 接入反馈回路的电阻之和看做2F R ，反相输入端的电阻23R 、24R 、25R 之和看做1F R ，则本级的闭环放大倍数为 123F F R R A -= 增益粗调开关3K 的位置不同，1F R 的值不同，增益细调电位器的位置不同，2F R 的值不同，因此调节3K 和2RV 均可改变本级的放大倍数，整机的放大倍数是各放大级放大倍数之积，因此就改变了整机的放大倍数，也就是放大器增益粗调和细调的原理。
1．说明：核辐射探测器辐射探测器是将入射射线的信息(能量、强度、种类等)转换成电信号或其它易测量信号的转换器，即传感器或换能器。
是用来对核辐射和粒子的微观现象，进行观看和研究的传感器件﹑装置或材料。
2．核辐射探测的要紧内容有哪些？辐射探测的要紧内容有：记录入射粒子的数量(射线强度)，测定射线的种类，确信射线的能量等。
应用要求不同，探测的内容可能不同，利用的辐射探测器也可能不同。
3．常见的核辐射探测器按工作原理可分成哪几类？常见的辐射探测器，按工作原理可分成以下几类:①利用射线通过物质产生的电离现象做成的辐射探测器，例如，电离室、半导体探测器等。
②利用射线通过物质产生荧光现象做成的探测器，例如，闪烁计数器。
③利用辐射损伤现象做成的探测器，例如，径迹探测器。
④利用射线与物质作用产生的其他现象，例如，热释光探测器。
⑤利用射线对某些物质的核反映、或彼此碰撞产生易于探测的次级粒子做成的探测器，例如，中子计数管。
⑥利用其他原理做成的辐射探测器。
4．闪烁计数器由哪几个部份组成？答：闪烁计数器由闪烁体和光电倍增管等组成。
5．核辐射探测器输出的脉冲，其哪些参量与射线强弱、能量大小有着什么样的定性关系？入射射线强时，单位时刻内产生的脉冲数就多一些；入射粒子能量大时，产生的光子就多，脉冲幅度就大一些，从这些情形即可测知射线的强度与能量。
6．对用作核辐射探测器的闪烁体有哪些要求？①闪烁体应该有较大的阻止本领，如此才能使入射粒子在闪烁体中损耗较多的能量，使其更多地转换为光能，发出较亮的闪光。
为此，闪烁体的密度及原子序数大一些对测量γ射线是适合的。
②闪烁体应有较大的发光效率(也称转换效率)。
③闪烁体对自己发出的光应该是透明的，如此，闪烁体射出的光子能够大部份(或全数)穿过闪烁体,抵达其后的光电倍增管的阴极上，产生更多的光电子。
④闪烁体的发光时刻应该尽可能短。
闪烁体的发光时刻越短，它的时刻分辨能力也就越强，在必然时刻距离内，能够观测的现象也就更多，能够幸免信号的重叠。
核仪器课程设计单道脉冲幅度分析器设计与仿真二零一二年六月题目：单道脉冲幅度分析器的设计与仿真时间：6月11日-6月28日地点：南区寝室4321设计任务：采用软件multisim进行单道脉冲幅度分析器的设计与仿真，实现单道脉冲分析器的基本功能。
一、设计的目的与要求（一）设计目的1、通过Multisim的电路设计，学会应用Multisim进行电路设计与仿真；2、对《核电子学与核辐射仪器》所学内容有更进一步的理解，加深印象，使所学知识得以巩固和提高；3、全面掌握核电子学各模块电路的设计，实现设计、模拟仿真的技术环节，提高分析问题解决问题的能力；4、增强动手能力，培养严肃认真、一丝不苟、实事求是、不畏艰辛的工作素质，为今后从事技术工作奠定坚实的基础。
（二）设计要求1、掌握Multisim电子设计与仿真软件的使用方法；2、掌握单道脉冲幅度分析器的工作机理；3、完成使用Multisim对单道脉冲幅度分析器的电路设计与仿真；4、通过仿真基本实现单道脉冲幅度分析器的功能。
二、设计方法与原理（一）方法1、熟悉单道脉冲幅度分析器的主要部分有参考电压运算器、上下甄别器、反符合电路等几个部分组成2、分析工作过程，参考电压运算器调节电压，为后续上下甄别器提供上下甄别电压界定，然后信号经由上下甄别器完成我们所关注的信号选取，再经过反符合电路将信号进行优化以得到所需要的合适的信号脉冲波形。
（二）原理1、基本原理框图右图2、信号由v1进入，由上甄别器界定甄别电压上阈值，由下甄别器甄别下甄别阈值，当输入信号电压处于上阈值和下阈值之间是，信号被接收，然后继续向下传递，否则均不能进行进一步的传递，即后续电路没有波形的出现。
其基本原理可表示如右图：3、参考电压运算器我们采用如右图所示电路：参考电压运算器是由上、下两路运算放大器组成的加法器及精密的参考电压源构成。
RW1和RW2用于调节输入电压，通过调节RW1和RW2调节单道脉冲幅度分析器的下甄别阈和道宽。
1、名词解释：核电子学：物理学、核科学与技术、电子科学与技术、计算机科学与技术等相结合而形成的一门交叉学科。
核辐射探测器：利用辐射在气体、液体或固体中引起的电离、激发效应或其它物理、化学变化进行辐射探测的器件称为辐射探测器。
核仪器：是指用于核辐射产生或测量的一类仪器的统称。
能量-电荷转换系数：设辐射粒子在探测器中损失的能量为E，探测器产生的电子电荷数为N，则N/E称为探测器的能量-电荷转换系数θ。
θ=N/E能量线性：定义：是指探测器产生的离子对数平均值和所需消耗的粒子能量之间的线性程度。
探测器的稳定性：探测器中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。
核电子学电路的稳定性：核电子学电路中能量-电荷转换系数在环境温度T和电源电压V变化时的稳定性。
信噪比：信号幅度与噪声均方根值之比冲击函数：系统函数：H(s)=Uo(s)/Ui(s)极点：系统函数中使分母为零的点零点：系统函数中使分子为零的点有源滤波器：将RC积分网络接在放大器的反馈回路里，就构成有源积分电路，或称为有源滤波器。
积分谱：改变阈电压U T，测量到相应的大于U T的脉冲数N(U T)，得到N(U T) - U T 分布曲线，得到的就是积分谱微分谱：从阈电压U Tn上的脉冲计数减去阈电压U Tn+1上的计数就可得到阈电压上间隔ΔU=U Tn-U Tn+1中的计数ΔN。
ΔN和U T的关系曲线，就是脉冲幅度分布曲线（微分谱）仪器谱：仪器实测得的能谱脉冲幅度分布谱：积分谱和微分谱道宽：Uw=Uu - U L > 0时间移动：输入脉冲的幅度和波形的变化引起定时电路输出脉冲定时时刻的移动时间晃动：系统的噪声和探测器信号的统计涨落引起的定时时刻的涨落时间漂移：元件老化、环境温度或电源电压变化（属于慢变化）引起的定时误差慢定时：μs量级的定时快定时：p s量级的定时（还有ns的说法）自然γ全谱：用仪器测得的，能量在及时keV-2.62MeV的自然γ仪器谱。
核医学技术中级职称考试：2021第三章核医学仪器真题模拟及答案(5)1、放射性计数的统计规律，本底对样品测量有何影影响？（）（单选题）A. 本底统计涨落与样品计数的统计涨落相互抵消，使样品净计数率误差为0B. 增加样品总计数，提高探测效率C. 降低样品净计数率的误差D. 增大样品净计数率的误差E. 增加样品总计数，减低探测效率试题答案：D2、下列不是引起伪像的原因的是（）。
（单选题）A. 脏器功能异常导致的影像异常B. 采集能量设置错误C. 衣物或皮肤放射性污染D. 金属物品引起的图像改变E. 错误的放射性药物试题答案：A3、当样品的活度逐渐增大时，仪器测得的计数率增加与样品活度的增加不成比例。
在超过最大计数率之后，测得的计数率反而减少。
这种现象与仪器的何种性能有关？（）（单选题）A. 探测效率B. 能量分辨率C. 空间分辨率D. 计数率特性E. 固有分辨率试题答案：D4、下面方法可以测定细胞周期的是（）。
（单选题）A. 放射自显影B. 放射免疫分析C. 细胞活性测定D. 受体放射分析E. 脏器显像技术试题答案：A5、对于可疑的热区，应如何进行鉴别？（）（单选题）A. 用铅皮屏蔽热区后再采集B. 重新注射显像剂后再采集C. 除去疑有污染的物品或清洗皮肤后再采集D. 隔日后重做E. 对热区部位进行定量分析试题答案：C6、个人剂量笔探测射线的依据是（）。
（单选题）A. 康普顿散射B. 电离作用C. 感光效应D. 荧光现象E. 光电效应试题答案：B7、使用治疗量γ放射性药物的患者床边多大范围内应划为临时控制区？（）（单选题）A. 2.0mB. 0.5mC. 1.5mD. 1.0mE. 3.0m试题答案：C8、早期显像和延迟显像的时间分割点是（）。
（单选题）A. 4小时B. 2小时C. 3小时D. 2.5小时E. 5小时试题答案：B9、关于SPECT的原理，下列不是由投影重建断层的方法的是（）。
（单选题）A. 最大似然－期望值最大化（MENL）B. 分部积分法C. 傅立叶变换法D. 迭代法E. 滤波反投影法试题答案：B10、SPECT显像最适宜的γ射线能量是（）。
核仪器课程设计
题目：
改进实验讲义上单道脉冲幅度分析器
学生姓名：
班级：
学号：
指导教师：
二零一二年六月
改进实验讲义上单道脉冲幅度分析器
一、课程设计说明时间：2012年6月11日
Multisim使用介绍：2012年6月12日
设计时间：2012.06.11-2012.06.28
上交设计报告：2012年6月28日
二、设计地点：核电子实验室与寝室
三、设计任务：以课本的理论为基础，到网上或图书馆查找相关资料，寻找自己感兴趣的电路进行模仿设计，设计完成后再进行相关的仿真测试。
四、设计目的：通过用Multisim软件设计电路，对《核电子学与核仪器》所学内容更进一步的理解，加深印象，使所学知识得以巩固和提高，全面掌握单道脉冲幅度分析器各模块电路的设计，实现设计、模拟仿真及调试，提高分析问题和解决问题的能力；培养我们的电路调试能力动手实践能力。
五、设计要求：
1、熟练掌握Multisim软件的使用方法；
2、掌握单道脉冲幅度分析器电路的工作原理；
3、能够用Multisim完成电路图的设计；
4、基本掌握使用Multisim进行模拟仿真。
六、单道脉冲幅度分析器电路原理：
单道脉冲幅度分析器（图1）包括两个甄别器，一个叫上甄别器，甄别阀用V上表示；另一个叫下甄别器，甄别阀用V下表示；上、
下甄别阀之差称为道宽，用ΔV表示，即：ΔV = V上– V下；除了两个甄别器外，还有一个反符合电路。
当信号V in<V下时分析器无脉冲输出，V in> V上时分析器无脉冲输出，V下<V in<V上分析器有脉冲输出（如图2所示）。
图1 单道脉冲幅度分析器结构框图
图2 单道脉冲幅度分析器工作原理图
6.1、参考电压运算器
参考电压运算器由上下两个运算放大器组成的加法器，减法器以及精密的参考电压源构成，如下图所示。
两个稳定稳压二极管提供稳定的参考电压，经过两路多圈精密的电位器分别提供阈值中心的参考电压（V T）和道宽的参考电压（V W），加法器输出电压上甄别阈值：V H=1/2（V T + V W）；减法器输出电压为下甄别阈V L =1/2(V T- V W ),故道宽为V W ,可以看出：在对称调节道宽时，上阈V H 和下阈V L 的变化大小相等、方向相反，而且保持道宽中心（1/2 V T）不变；在道宽调整好调节阈中心时，只需改变V T
，没测完一道内的计数后，需要手动调节多圈精密电位器，使道中心阈电平由（1/2V）升高到下一道阈中心（1/2V + V W），直至测量完所有道内的计数。
图3参考电压运算器电路图
6.2、上、下甄别器
如下图所示，该电路板的上、下甄别阈由两个相同的集成电路脉冲幅度分析器组成。
上、下阈电压由前面的参考电压运算器提供，分别加到脉冲幅度分析器的同相端。
当输入脉冲信号幅度超过上或下甄别器的阈压时，该甄别器由高电平转为低电平。
6.3、反符合电路
其工作过程为：
（1）当V I < V L 时，L和H都是低电平，显然与门输出为零。
（2）当V L < V I < V H 时，H为低电平，H非为高电平，即双稳态清零端为高电平，V3 维持高电平不变，与门开放；而L的下降沿触发单稳输出正脉冲，经与门输出。
（3）当V I > V H 时，H、L都有正脉冲输出，如果直接将上、下甄别电路输入脉冲进行反符合处理，由于脉冲上升时间和下降时间存在，将会发生甄别
错误。
此电路用非H的前沿将双稳态电路清零，保证在单稳态电路输出脉冲之前将与门关闭，而用单稳态电路输出正脉冲V I 的后沿将双稳态电路触发翻转，使V3 回到高电平状态，与门重新开放。
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七、Multisim仿真测试
Multisim是一种虚拟的电子工作平台，在电子技术界广为应用，是目前世界上最先进的计算机仿真设计软件。
其特点是：图形界面操作易学易用，快捷方便，真实准确，使用Multisim可实现大部分硬件电路实验的功能。
电子工作平台的设计实验工作区犹如一块“面包板”，在上面可建立各种电路进行仿真实验。
电子工作平台的器件库可为用户提供多种常用的模拟和数字器件，设计和实验时可任意调用。
虚拟器件在仿真时可设定为理想和实际模式，有的虚拟器件还可直观显示。
电子工作平台还具有强大的分析功能，可进行直流工作点分析，暂态和稳态分析，高版本的Multisim还可进行傅里叶变换分析、噪声及失真度分析等。
在Multisim电子平台上操作，就像在电子实验室用真实的电子器件进行电子实验一样清除、明白。
八、实验步骤：
1、查找文献资料并设计出框图。
2、查找各部分电路并了解各部分的功能，我们知道单道脉冲幅度分析器由参考电压运算器+上、下甄别阈+反符合电路三大部分组成，其中各个部分都有多种实现方式。
3、在Multisim中画出电路图。
4、调试改进后的单道脉冲幅度分析器电路图。
5、首先，将Rw1调到20%的位置，将Rw2调到90%的位置。
6、用万用表测量26点和20点，电压分别为1.5V和4.5V.
7、用信号发生器从23点输入频率为5kHz电压分别为1V、3V、5V的三角波；
8、用示波器分别在点23点、29点、点13，最后74LS08J(U8A)记作点Z观察输出结果。
在我们的实验讲义上的原理图如下所示：
根据在图书馆查阅的文献资料，我们发现反符合电路有多种实现方
案。
这里我们将讲义上后面一段反符合电路图改装成在文献资料中查到的。
我们用一个数电中学过的555定时器+747N芯片就能实现反符合的功能，省去了实验讲义上RS触发器、与门、非门等繁琐易出错的问题，改装后的原理图如下所示：
九、信号源输入分别为1V（小于下甄别阈）、3V（大于下甄别阈，小于上甄别阈）、5V（大于上甄别阈）
最后程序运行的结果如下：
1、电压为1V时
23点、29点、13点、Z点的输出结果：
1、电压为3V时
23点、29点、13点、Z点的输出结果：
2、电压为5V时
23点、29点、13点、Z点的输出：
实验结果分析：由实验输出结果可知，小于下甄别阈的1V电压和大于上甄别阈的5V电压最后都没有输出，只有3V（大于下甄别阈，小于上甄别阈）时才有输出结果，基本实现了单道脉冲幅度分析器的功能。
同时，我还对实验讲义上的电路图进行了模拟仿真，刚开始并没有结果输出，发现我们的实验讲义上最后的总电路图有点小小的问题，不过原理完全没错，最后问题也被我们发现了。
十、实验心得体会：
在本次核电子学课程设计过程中我主要负责用Multisim软件设计电路图，调试以及仿真过程。
经过整整一周的时间，由于这个软件我们以前从未接触过，所以必须从头学起，我先是在网上下了一个视频教程，看了三四遍之后我才开始模拟着画一些简单的电路图。
慢慢的，我发现这和老师以前要我们做的作业用Protel99画电路图很相似。
通过这次课程设计我深深认识到想学好核电子这门课的艰辛和不易。
当我在电脑前坐了一整天却仍然没有调试出任何结果的时候，我有点灰心，也想过放弃，特别是瞪了一天的电脑后，眼睛冒出眼泪的时候。
但是，由于一股不怕辛苦的毅力和年轻人的干劲使我最终还是坚持了下来，最终顺利完成了本次课程设计。
同时，我也深刻认识到自己的不足，我的电路分析能力欠缺，做事不够仔细，使得仿真过程中出现不少问题。
在以后的学习过程中，我必须强化自己的理论学习，同时提高自己的动手能力，为以后的工作打下坚实的基础。
