第四章脉冲幅度分析

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1、第四章脉冲幅度分析§1脉冲幅度甄别器§2单道脉冲幅度分析器§3幅度-数字变换§1脉冲幅度甄别器脉冲幅度甄别器的基本功能：脉冲幅度甄别器是将幅度超过(或低于)某一设定电平的输入脉冲转换成幅度和宽度符合一定标准的脉冲输出，剔除此电平以下(或以上)的任何输入信号。用途:剔除噪声的干扰进行幅度选择脉冲幅度精密测量能谱测量（单道分析器）定时（前沿定时）VTVi(t)Vo(t)ttVi(t)Vo(t)脉冲幅度甄别器D00图4-1脉冲幅度甄别器工作原理(a)(b)(c)①②③④图4-1(a)为甄别器符号表示，Vi为输入信号；Vo为输出信号。图4-1(b)和图4-1(c）分别为输入和输出信号波形。脉冲信号①③

2、的幅度低于VT，甄别器没有输出;脉冲信号信号②④的幅度高于VT，二者均在电路设定的电平之上,则甄别器在输出端产生幅度为Eo，宽度为T的信号输出。VT为甄别器的甄别阈。NNVTmVTm+1VTVT(a)脉冲幅度积分谱(b)脉冲幅度微分谱图4-2脉冲幅度谱00积分谱:N(VT)微分谱:ΔN(Tm)=N(VTm+1)-N(VTm)VTVT2VT1t1t2t1t2(a)同一阈值不同幅度的信号(b)同一幅度不同阈值的信号图4-3脉冲幅度甄别器的定时误差VM1VM2VMttv(t)v(t)快速响应性能;固定的和短的死时间;高的触发灵敏度;甄别阈足够稳定;二、核测量中对脉冲幅度甄别器的要求脉冲幅度甄别器的技

3、术指标:(1)输入灵敏度:几十毫伏左右;(2)甄别阈范围:阈值动范围大(10mV-10V);(3)甄别阈阈值稳定性:长时间(8h)内0.1-2mV/OC;(4)甄别阈阈值线性:1%~0.1%;(5)甄别阈阈值涨落:范围小,零点几毫伏到几毫伏;(6)甄别阈响应速度要快:可用于定时（ns量级),死时间小。可适应高计数率工作;(7)输出信号的幅度和宽度恒定:与输入信号等因素无关，适合后续测量设备如定标器，计数率计的需要。三、脉冲幅度甄别器电路实例类型二极管甄别器；射极耦合触发器；交流射极耦合触发器；集成电压比较器；隧道二极管甄别器。幅度甄别器就是电压比较器++Auoui比如：运放开环应用uoui运放

4、开环、有正反馈时，处于非线性状态运放的非线性应用1.电路中的运放处于非线性状态uoui0+Uom-UomUR传输特性1.单限电压比较器UR：参考电压ui：被比较信号++uouiUR–特点：运放处于开环状态。当ui>UR时,uo=+Uom当uiUR时,uo=-Uom二、若ui从反相端输入uoui0+UOM-UOM++uoui2.过零电压比较器:（UR=0时）++uouiuoui0+UOM-UOM++uouitui例：利用电压比较器将正弦波变为方波。uot+Uom-Uo

5、m++uiuoui0+UZ-UZ电路改进：用稳压管稳定输出电压。++uiuoUZRR´uoUZ电压比较器的另一种形式——将双向稳压管接在负反馈回路上比较器的特点1.电路简单。2.当Ao不够大时，输出边沿不陡。3.容易引入干扰。tuiuot过零附近仍处于放大区一、下行迟滞比较器分析1.因为有正反馈，所以输出饱和。2.当uo正饱和时(uo=+UOM)：U+3.当uo负饱和时(uo=–UOM)：－++uoRR2R1ui参考电压由输出电压决定3.迟滞电压比较器特点：电路中使用正反馈，运放处于非线性状态。1.没加参考电压的下行迟滞比较器施密特触发器分别称UH和UL上下门限电压。称(UH-UL)为回差

6、。当ui增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；－++uoRR2R1ui当ui减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom。传输特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。tuiUom-UomtuiUHUL例：下行迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。－++uoRR2R1ui2.加上参考电压后的下行迟滞比较器加上参考电压后的上下限：－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL下行迟滞比较器两种电路传输特性的比较:－++uoRR2R1uiuoui0Uom-UomUHUL－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL例

7、：R1=10k，R2=20k，UOM=12V，UR=9V当输入ui为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL5V10Vuit0首先计算上下门限电压：－++uoRR2R1uiUR+UOM-UOM根据传输特性画输出波形图。－++uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHULuiuott10V5V002Vu+=0时翻转，可以求出上下门