同轴电缆的信号传输

核电子学中的仪器标准机械和电气标准：核电子学信号处理设备的插件化、标准化，核电子学仪器在机箱、插件的机械结构、电源标准和信号电平等方面做出了规定。总线标准：现代计算机技术在核电子学系统的应用，实现数据采集和处理系统的标准化，在信息传输方式、信号传送的硬件和软件方面定了标准。此处只涉及核科学和技术领域的总线技术核电子学中的仪器和总线标准NIM(-GPIB)标准：CAMAC标准FASTBUS标准VME-VXI标准PCI-PXI标准USB标准最早发展起来的核电子学标准，模拟仪器核电子学领域的专业总线，没能在其他领域得到推广工业界的通用总线，近年来广泛应用于核电子学领域NIM标准NuclearInstrumentModule最早提出的核电子学插件化的标准。NIM标准是在计算机大量普及前制定的，因此，一般用于模拟信号处理系统。目前，除了前置放大器之外，所有进行模拟信号处理的设备以及模数变换、计数电路等设备，在国内外也都按NIM标准设计和生产。

NIM标准的确立大大提高了核电子学仪器的机械互换性和电气互换性。NIM机箱和插件结构机箱和插件的尺寸标准化电源的标准化机箱：19英寸宽，7英寸高，可以容纳十二个单倍宽的NIM插件。NIM信号标准正逻辑标准：为电压信号，用在中低速逻辑电路（dc到1MHz）。电平标准输出（必须送出）输入（必须反应）‘1’+4~+12V+3~+12V‘0’+1~-2V+1.5~-2V上升时间10ns~100ns宽度0.1~1

s输入阻抗1k

输出阻抗

10

或50

TTLLogicSignalsOutputInput(mustdeliver)(mustrespondto)Logic1+2.4to+5V+2to+5VLogic00to+0.4V0to+0.8VNIM信号标准快（负）逻辑标准：为电流信号，流入阻抗为50

的负载，用于高速逻辑电路中。电流标准输出（必须送出）输入（必须反应）‘1’-14~-18mA-12~-36mA‘0’-1~+1mA-4~+4mA上升时间2ns~10ns，宽度不重要，前沿触发（在ORTEC插件中信号的典型上升时间为2ns）。输入阻抗、输出阻抗50

**由于信号的快上升时间，在负的快逻辑信号处理中必须考虑电缆匹配的问题。ECLLogicSignalsOutput(mustdeliver)Input(mustrespondto)Highstate–0.81to–0.98V(-0.9V)–0.81to–1.13VLowstate–1.63to–1.95V(-1.8V)–1.48to–1.95VNIM信号标准慢线性信号标准：幅度：0~1V或0~10V；上升时间：

50ns；宽度：0.5~100

s；输入阻抗、输出阻抗无统一标准，现有插件（ORTEC）中一般为输入阻抗1k

，输出阻抗一般有两种：前面板为<1

，后面板93

快线性信号标准：幅度：0~-1V，0~-5V或0~-10V；上升时间：<50ns；宽度：<1

s；输入阻抗50

，输出阻抗很大或<1

。NIM＋GPIB标准为了适应计算机技术的发展，1983年美国NIM委员会公布了“NIM+数字数据总线标准

”即NIM＋GPIB标准。是NIM仪器的数字化改良，依据这个新标准所生产的插件又叫CCNIM"ComputerControlledNIM"。计算机通过GPIB总线来控制插件的工作，实现自动化测量和控制。NIM标准小结最早的核电子学标准机械标准：机箱和插件电气标准：电源和信号模拟设备标准，数字改良标准NIM+GPIB。但这种CCNIM设备比较少。

随着计算机技术的发展和其在核电子学中的应用，为了实现数据采集和处理系统的标准化，当代的核电子学仪器除了在机箱、插件的机械结构、电源标准和信号电平等方面做出了规定之外，还在信息传输方式、信号传送的硬件和软件方面定了标准。这就是总线标准。CAMAC标准ComputerAutomatedMeasurementAndControl

核电子学仪器中的第一代总线标准

规定了机箱和插件的机械尺寸，供电方式和供电标准外，还在信息传输方式、信号传递的硬件和软件方面也规定了标准。机械标准、电气标准、总线标准CAMAC机箱数据路：86芯的印制板插座，提供了插件之间的联系，包括电源线、数据线、控制线和状态线。CAMAC系统的组成

由机箱(Crate)和插件(Plug-inModule)组成，插件又分为一般功能组件(Module)和机箱控制器(CrateController)。一般功能插件实现一个独立的功能，用若干个插件可以组合成一个较复杂的系统。机箱控制器用来控制机箱内各插件的动作并提供CAMAC数据路与外部计算机之间的通讯接口功能。

CAMAC系统的组成框图举例

FASTBUS

总线标准向高速度、高度灵活方面发展，因此核电子学仪器又发展了新一代总线-快总线（FASTBUS），数据的速度比CAMAC大约快一个量级。“快总线”插件，电路采用ECL组件，功耗较大，机箱散热成了专门问题。核科技领域专用总线的退出

CAMAC总线和FASTBUS总线没有在其它领域得到推广，市场很小，因而不仅成本很高，而且兼容性、开放性、可靠性和可维护性等方面都存在问题。当今，在核科学和技术领域多采用工业界的通用总线。VME计算机总线和在其基础上发展的VMEBus模块化仪器总线PCI计算机外围设备总线和在其基础上发展的PXI模块化仪器总线USB计算机串行总线

工业通用总线在核科技领域的使用VME总线VME机箱插件化96芯的插针式插座，提供了插件之间的联系，包括电源线、数据线、控制线和状态线VME系统模拟设备NIM系统VME数据获取系统专用VME控制单板机PCI总线：1993年，Intel公司，外围设备互连总线（PeripheralComponentInterconnect-PCI）1997年美国NI公司，PXI模块化仪器总线USB串行总线：1995年，美国多家公司，高性能串行数据总线（UniversalSerialBus-USB）计算机和仪器设备等均配备了USB端口PCI总线和USB总线核电子学中的仪器标准总结NIM(-GPIB)标准：CAMAC标准FASTBUS标准VME-VXI标准PCI-PXI标准USB标准最早发展起来的核电子学标准，模拟仪器核电子学领域的专业总线，没能在其他领域得到推广工业界的通用总线，近年来广泛应用