《核电子学》习题解答（精编版）.docx

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t /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io (t )I 0 ge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V 0(s) = I0(s)[R 0∥ (1/sc)]= I 0[1/(s+1/τ )] [R 0(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。

diD22I De df5.661011A =di2DI D5.66 10 3=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dv2di 2R24kT df RR22.88 10 5 V∵ E1CV22∴ V2E / C0.126V1.9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Ut1.10 电路中，若输入电压信号Vi （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1.12 设一系统的噪声功率谱密度为Si ( ) ab / c /，当此2222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，Rfi(t)Cf Vo ( t )A1（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。

1）（ 2）RfCf=10910-12=10-3(S)V(t)-Q/Cf2t10-32.4 一个低噪声场效应管放大器，输入等效电容Ci=10pF，输入电阻Ri=1MΩ，栅极电流 IG=0.1μ A，跨导 gm=1mA/V ，Cgs<

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第三章3.1 试论述放大器在核物理实验中的作用，对各个性能指标应如何协调考虑？放大器在核物理实验中主要有放大和成形作用 ，且必须保持探测器输出的有用信息 对各个性能指标应从能量测量和时间测量分别考虑3.2 谱仪放大器的幅度过载特性含义是什么？计数率过载含义是什么？二者引起的后果有何区别？幅度过载：信号超出线性范围很大时，放大器一段时间不能正常工作，后果：不能工作的死时间存在计数率：放大器中由于计数率过高引起脉冲幅度分布畸变后果：峰偏移和展宽3.3 试说明能否通过反馈来减少干扰和噪声对放大器的影响？用什么方法可以减少干扰和噪声对放大器的影响？不能用同向接法用双芯同轴电缆把信号送到差分放大器3.4 试分析和讨论下面两个谱仪放大节电路，指出在电路中采取了什么措施，目的是什么？1 2 3+18V245.1K1.5K0.01u30u24Q220KQ30.01uQ42KQ1Vi(t)6.2kVo(t)51030u10u503.6k9.1k-18V240.01u30ua：T1 共射极放大， T3,T4 两级共集电极放大恒流源作负载， 10μ自举电容，电压并联负反馈。

1 2 3b：T1 共基， T2 共射， T3 共集， T4，T5 互补复合跟随器1μ自举电容，电压并联负反馈3.5 极零相消电路和微分电路有什么区别？如何协调图示的参数，使它能达到极零相消的目的？不同之处，极零相消使时间常数变小，指数衰减信号通过微分电路会产生下冲故“极”“零”相消，即 s+1/t 与 s+1/t2 相消，所以当τ =τ 2 时满足，即τ =R2C.3.6 有源积分滤波器与无源积分滤波器相比有什么优点？门控积分滤波器有什么特点？优点：有源滤波器更接近于理想的微分和积分特性， 把放大和滤波成形连在一起， 既节省元件，又比无源滤波器级数少，效果好门控有源积分器输出平顶波波形，对减少弹道亏损很有利，信噪比相对较好3.7 试说明核信号通过图示的滤波成型电路后得到什么，失去什么， 画出图形得到能量信息，失去了时间信息极零相消，两次无源积分，加两次有源积分3.8 说明弹道亏损的原因输入电流的脉冲宽度有限时，在信号的宽度内，电容故产生弹道亏损C 被充电，且通过 R 放电，3.9 什么是信号的峰堆积和尾堆积？对输出信号的幅度产生什么影响？引起什么样的谱形畸变？其它信号尾部或峰部影响信号峰值。

影响：增加幅度引起峰值右移， 出现假峰3.10 说明基线起伏的原因并分析CCD 基线恢复器的工作原理，输入图示波形，画出输出波形脉冲通过 CR 网络时，由于电容器上的电荷在放电时间内，未能把充电的电荷放光，下一个脉冲到达时， 电容器上的剩余电荷将引起这个新出现的脉冲的基线偏移输出波形趋势线：3.11 门控基线恢复器有什么特点？并联型的和串联型的有什么区别？门控基线恢复器消除了单极性脉冲信号产生的下击信号， 改善了恢复器对小间隔信号的非线性，因此有很高的计数率特性不同：记忆电容 C 串联或并联于信号通道之中3.12 高能量分辨率和高计数率谱仪放大器是如何来消除峰堆积现象的？加入堆积拒绝电路是否可以使谱仪放大器的计数率提高很多？ 为什么？加入堆积拒绝电路来消除不能使计数率提高很多，但能保证谱型更加明显，是以牺牲计数率为代价的3.13 快电压放大器和快电流放大器各有什么特点？他们和谱仪放大器相比有什么不同？快电压放大器放大速度比快电流放大器要慢一些， 但从稳定性来讲要好一些， 信号匹配方式为并联快电流放大器的分布电容的影响较小，放大速度可以很快，信号匹配为串联快放大器与谱仪放大器并无原则差别，只是在指标上有所不同。

3.14 试分析图示的快放大节电路特点Ec500C1KC2T20.8--847T1T3Vi50510VoC10.8-8-EcT1 为共射极放大，有射极电阻T2，T3 为共集电极射极跟随器C 为自举电容C1 相位补偿3.15 使用电阻式弱电流放大器要注意些什么问题？缩短测量时间可以减小零点偏移引起的误差， 但是测量时间的减小和灵敏度的提高互相制约 当放大器与信号源用屏蔽电缆连接时， 由于电缆电容较大， 测量时间就会变得很长1 2第四章4.1 在图 4.1.3 的集成电路脉冲幅度甄别器中， 若 V H=0V ，V L=－ 2.6V， R2=510Ω， R3=5.1Ω， R4=100Ω，求滞后电压？4.2 在图 4.2.8 参考电压运算器中，若 VT=5.00V， VW=0.50V，求非对称和对称时的上阈电平、下阈电平、道宽及道中心非对称：对称：4.3 在一个线性放电型模数变换器中，若保持电容 CH=1500pF，恒定电流 I=100μ A，时钟频率 2MHz ，若输入信号幅度为 5.00V1. 求出该模数变换器的道数 m、道宽和变换系数。