核电子学与核仪器-核脉冲计数-课件

核电子学与核仪器1PPT课件第五章关键点时间分析

定时误差（时间移动、时间晃动、时间漂移）定时方法

前沿定时、过零定时、恒比定时、幅度和上升时间补偿定时触发比与斜率噪声比

最佳定时滤波器与定时滤波放大器

定时单道脉冲幅度分析器2PPT课件符合

符合方法、符合电路、快信号的传输和纳秒延时器时间量变换方法时间-幅度变换（起-停型时幅变换；脉冲叠加型时幅变换）、时间-数字变换（计数式时数变换；游标尺计时器；内插时数变换）、上升时间-幅度变换脉冲波形甄别用途、优质因子3PPT课件本堂课主要内容核脉冲计数

1.1定标器

1.2计数率计4PPT课件一、核脉冲计数在核电子学测量系统中，核辐射探测器输出信号在经过各种信号处理电路后，通常都要变换成数字信号，再经过数据收集和处理，给出实验的最终结果。脉冲信号计数是核电子学最基本的测量方法，也是最简单的数据获取工作。核辐射探测器输出的脉冲信号数目与被测的辐射强度成正比，直接记录单位时间内的脉冲数目可以测量核辐射强度。在幅度分析和时间分析中，常用计数设备来测量某一类信号的计数率。5PPT课件一、核脉冲计数脉冲计数系统：6PPT课件一、核脉冲计数常用的计数设备有定标器和计数率计。定标器计数率计

电路功能一定时间间隔内的输入脉冲数。单位时间内的平均输入脉冲数（计数率）

电路构成主要由数字电路构成由模拟电路构成

显示方式数字(间歇)显示表头指针(连续)显示7PPT课件一、核脉冲计数1.1定标器定标器工作原理

测量一定时间间隔内的输入脉冲数。为适应不同用户的要求，通常设有几种不同的测量方式。定数测量：手动启动，到预置计数后自动停止测量。定时测量：手动启动，到预置时间后自动停止测量。

手动测量方式：手动起停。

半自动测量方式：8PPT课件一、核脉冲计数

自动测量方式：开始手动启动自动启动自动复位

测量(定时或定数)

停止计数(显示结果)9PPT课件一、核脉冲计数电路组成和各部分的作用输入电路计数系统控制系统定时系统低压电源高压电源隔离、极性、成形计数、预置计数计时、预置时间接探测器10PPT课件一、核脉冲计数1.1定标器定标器工作原理

特殊定标器：可逆定标器、预置定标器等带有缓冲、扫描器的计数系统

11PPT课件电路实例12PPT课件主要技术指标：1)、对输入脉冲的要求：2)、计数容量：能计数的最大值。如上图为106－1。4)、

fmax：不引起计数率损失条件下能记录的周期信号的最高频率。5)、分辨时间τ

：输入为双脉冲时，定标器能分辨出这两个脉冲的最小时间间隔。输入信号宽度：0.1~100μS，幅度：200mV~2V，极性：＋或－3)、定时时间：能计时的最大值。如上图为104分－1秒。13PPT课件一、核脉冲计数1.1定标器定标器测量核脉冲计数的误差

在核脉冲计数测量中，如果仪器都十分稳定，源和探测器相对位置不变，测量时间一定，定标器记录脉冲数目的误差决定于计数的统计误差和漏计误差。

（1）统计误差标准偏差：相对统计偏差：若要减小统计涨落引起的计数误差，必须增加测量计数，实际上增加测量时间。14PPT课件（2）漏计误差若定标器输入随机信号的平均计数率问：定标器的测量结果有无计数损失？损失为多少？分析原因：设射线信号的平均计数率为n，则在分辨时间τ内可能出现的平均计数为nτ。即每计一个脉冲之后就可能有nτ个脉冲被漏计。

答案为：有50％的计数损失。15PPT课件若相对计数损失为L：丢失数被记录数＋丢失数讨论：a、当时，L50%16PPT课件b、将上式变形，将n用L和τ表示若L<<1（计数损失很小）则：结论：用定标器测量随机信号时，允许输入的最大平均计数率n比定标器的指标fmax要小的多。如：要求计数率损失为1％或0.1％，则n比fmax要小二、三个量级。17PPT课件一、核脉冲计数1.2计数率计

计数率计又称率表，能直接指示输入脉冲的计数率，在许多核辐射测量中，有时需要知道的不是输入脉冲的数目，而是计数率。通常使用的是线性计数率计，它可分为模拟式和数字式的，前者的输出给出正比于输入脉冲的计数率的模拟电压或电流信号，后者给出正比于输入脉冲计数率的数字脉冲。18PPT课件一、核脉冲计数1.2计数率计模拟式线性计数率计模拟式线性计数率计的组成19PPT课件一、核脉冲计数1.2计数率计模拟式线性计数率计

电路原理Q（平均计数率为n）RnQ电路RIonQVoIo＝nQVo＝Io*R=nQ*R

(与n成正比)20PPT课件以上电路指针摇摆的会非常厉害，以至不能读数。因此必须加入一个大的电容。所以加入C后不影响

V（或I）∝n

的关系。QCRIonQVo电路稳定后，单位时间内，电容上充入电荷的量应等于释放的电荷量。C支路的平均电流等于零。21PPT课件一、核脉冲计数由于输入的是随机信号。所以V2、I2将围绕平均值涨落。虽加入C，但表头指针仍有一定摆动，使读数产生误差。计数率计读数的相对统计偏差经推导：

Vo

的相对统计偏差为：Vo

涨落的均方值为：22PPT课件一、核脉冲计数1.2计数率计模拟式线性计数率计

需要注意的是，虽然增大RC，可以减少相对统计偏差，但是却降低了响应速度。因为输出电压读数相对输入计数率变化有着迟缓的响应过程。设计数率突然从n1增加到n2，输出电压Vo将按时间常数RC增长：一般取(3~5)RC作为Vo的读数确立时间。23PPT课件一、核脉冲计数1.2计数率计模拟式线性计数率计

二极管泵电路：C1充电C1放电稳定状态下24PPT课件一、核脉冲计数电路工作在稳定的情况下，电容C支路的平均电流为零。只有在时，才与n成正比。25PPT课件一、核脉冲计数1.2计数率计模拟式线性计数率计

改进型线性计数率计泵电路：C1充电C1放电（不受的影响）直接充电型三极管泵电路26PPT课件一、核脉冲计数密勒积分型泵电路C1充电C1放电（不受的影响）27PPT课件一、核脉冲计数电荷转移型三极管泵电路C1充电C1放电（不受的影响）28PPT课件实际电路举例29PPT课件一、核脉冲计数计数率计对输入信号成形的要求通常使用双稳态电路成形。30PPT课件一、核脉冲计数数字