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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