核电子单道脉冲幅度分析.docx

单道脉冲幅度分析器的设计 一设计的时间及地点 时间:2013年6月 地点：东华理工大学南区4栋 二设计任务 设计的课题：维修单道脉冲幅度分析器，并完成该单元电路各组成部分的分析调试。 根据设计的课题，以及原理，先画出设计的框图；根据设计框图，对各部分进行设计, 画出详细的电路图，并进行调试；用Multisim画出电路图，进行模拟仿真，分析运行的结 果并写出实验报告。 三设计的目的及要求 设计的目的： 1、 通过Multisim的电路设计，对熟悉单道脉冲幅度分析器的工作原理有更进一步 的理解，加深印象，使所学知识得以巩固和提高。 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。 4、 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； 设计的要求： 1、 掌握Multisim的使用方法； 2、 掌握所画电路的工作原理； 3、 掌握Multisim电路图的设计； 4^基本掌握使用Multisim进行模拟仿真。 设计的原理和方法 设计的原理和方法 设计的原理 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）之内吋，才输岀逻辑脉冲。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下图所示，其中电压比较器用 LM710,响应速度快（40ns）,放大倍数高（1000V/V）。 图1单道脉冲幅度分析器原理框图 电路主要由六部分组成： 输入衰减级双向输入；基线冋复电路；参考电压运算器；电压比较器；反符合逻 辑电路；输出跟随。 五 设计步骤及各部分的工作原理 （1）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 10Vo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/2o （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，不因基线偏移而产牛明显 的谱线移动。它由T3和T4和T|和T2组成，T3, T4是一个发射极公用一个电阻 R39的电流源，T,, T2组成互补晶体管的怀特射极输岀器，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肓流负反馈，因此静态工作 点很稳定。静态吋,T3导通电流约为247|iA,T4,T,,T2的导通电流分别为100gA、 lOOpA、400|4Ao当正向信号经C28加至Ti基极吋，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T］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，T|基极电位迅速恢复其静态值，因而，口发射极电位随即 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。 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 供道宽屯压AU。U和AU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，开关心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AU,由运算放大器原理，加法器九输出电压Ul— (U+ AU) /2o因U和AU木身为负值，所以Ui对地电压实际为正。Ui作为上甄别 器的阈屯压。 在道宽非对称性调节的情况下，减法器A?是一个有1/2衰减的倒相器，其 输出电压U2=-t7/2,U2作为下甄别器的阈电压。道宽为UrU2=-At//2o 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, jflj其同相输入 端加入电压AU,这时减法器A?的输出电压U2=-({/-A(7)/2o此时道宽为 U、- U2 =--((/+ A(7)+ -((/ +Al/) =-Al/ 2 2 而在调节道宽吋，U|和5的变化，大小相等，方向相反，于是保持了道中心始 终为—L7/2。 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0.5Vo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Ui和道宽电压对应为△￡/为0.5V,等效于对输