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第一部分信号、噪声和分析方法2

第一章 核辐射探测器的输出信号2

第一节 探测器中的能量-电荷转换2

1.1.1 能量-电荷转换系数2

1.1.2 探测器的固有能量分辨率4

1.1.3 探测器的线性和稳定性7

第二节 探测器的输出电流波形8

1.2.1 电离室的输出电流波形8

1.2.2 PIN半导体探测器的输出电流波形13

1.2.3 PN结半导体探测器的输出电流波形19

1.2.4 粒子径迹对半导体探测器输出电流波形的影响22

1.2.5 正比计数管的输出电流波形25

1.2.6 闪烁探测器的渝出电流波形26

第三节 探测器的电源30

1.3.1 探测器电源的技术指标和辅助功能31

1.3.2 高压电源的工作原理33

第二章 信号和噪声的分析方法35

第一节 频域和时域分析35

2.1.1 富里叶级数35

2.1.2 富里叶变换36

2.1.3 富里叶变换的基本性质38

2.1.4 冲击函数(δ函数)41

2.1.5 线性系统的冲击响应和频率响应44

2.1.6 坎贝尔定理50

第二节 复频域分析53

2.2.1 拉普拉斯变换及其基本性质53

2.2.2 极点、零点和时域波形的关系54

第三节 统计分析59

2.3.1 记录组和样本函数60

2.3.2 概率密度函数62

2.3.3 功率谱密度函数64

2.3.4 自相关函数的基本性质65

2.3.5 自相关函数和功率谱密度函数的实例67

2.3.6 噪声通过线性系统的计算70

第三章 核电子学中的噪声73

第一节 噪声的分类73

3.1.1 散粒噪声73

3.1.2 热噪声76

3.1.3 低频噪声77

第二节 器件的噪声81

3.2.1 探测器的噪声81

3.2.2 场效应晶体管的噪声83

3.2.3 电阻的噪声84

第三节 系统噪声的表示方法85

第四章 核电子学信号处理概述89

第一节 信号处理的基本要求89

第二部分信号处理89

第二节 线性系统的一般特性90

4.2.1 积分非线性91

4.2.2 微分非线性92

4.2.3 稳定性93

4.2.4 速度特性95

第三节 用于测试信号处理系统的精密信号发生器96

4.3.1 水银开关精密信号发生器96

4.3.2 电子开关精密信号发生器98

4.3.3 滑移脉冲信号发生器99

第四节 信号处理设备的插件化和标准化101

第五章 前置放大器104

第一节 概述104

5.1.1 前置放大器的作用104

5.1.2 前置放大器的分类104

5.2.1 电荷灵敏前置放大器的工作原理106

第二节 电荷灵敏前置放大器106

5.2.2 电荷灵敏前置放大器的噪声107

5.2.3 电荷灵敏前置放大器的电路111

5.2.4 电荷灵敏前置放大器的主要特性115

5.2.5 噪声测量123

第三节 电压灵敏和电流灵敏前置放大器125

5.3.1 电压灵敏前置放大器125

5.3.2 电流灵敏前置放大器127

第六章 滤波和成形135

第一节 虑波器概述135

6.1.1 线性系统的最佳滤波135

6.1.2 电荷灵敏前置放大器后的最佳滤波138

6.1.3 实际滤波器的信噪比141

第二节 成形电路概述148

6.2.1 信号成形的要求149

6.2.2 极-零相消技术151

第三节 成形电路的信息畸变158

6.3.1 弹道亏损158

6.3.2 堆积畸变164

第四节 无源阻容滤波成形171

6.4.1 CR-(RC)m滤波成形的输出波形和信噪比171

6.4.2 CR-(RC)m滤波成形引起的信息畸变174

6.4.3 (CR)2-(RC)m滤波成形176

第五节 有源滤波器179

6.5.1 常用的有源滤波器179

6.5.2 有源滤波器在能谱测量系统中的应用182

第六节 延迟线滤波成形186

6.6.1 DL和(DL)2成形186

6.6.2 延迟线-阻容积分器滤波成形190

6.6.3 延迟线成形的使用问题192

6.6.4 横向滤波器199

第七章 谱仪放大器和弱电流放大器205

第一节 谱仪放大器205

7.1.1 概述205

7.1.2 谱仪放大器的放大节206

7.1.3 谱仪放大器的实际电路208

7.1.4 谱仪放大器的技术指标208

第二节 弱电流放大器——静电计215

7.3.1 电阻式静电计215

7.3.2 动电容静电计217

第八章 时变与非线性电路220

第一节 线性门220

8.1.1 线性门的基本特性220

8.1.2 线性门电路实例223

8.2.1 模拟展宽器225

第二节 展宽器225

8.2.2 逻辑展宽器228

8.2.3 采样-保持电路230

第三节 基线恢复器231

8.3.1 基线恢复原理232

8.3.2 CD基线恢复器233

8.3.3 CDD基线恢复器(Robinson电路)235

8.3.4 反馈式基线恢复器238

8.3.5 基线恢复器对信号噪声比的影响239

第四节 堆积判弃电路242

第五节 时变滤波器246

8.5.1 权函数246

8.5.2 时变积分器和时变微分器250

8.5.3 时变能谱测量系统253

附录一 常用拉普拉斯变换表261

附录二 CR-(RC)m滤波成形电路的信噪比262