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中科院研究生院现代核电子学刘振安下面简述CR—RC m滤波成形电路

归档日期:07-04       文本归类:弹道学      文章编辑:爱尚语录

  中科院研究生院现代核电子学刘振安下面简述CR—RC m滤波成形电路的噪声、堆积和弹道亏损等方面的性能。这里给出CR— RC m滤波成形电路的信噪比劣值系数F的计算公式。共中 2m 2m2m 2m 无穷时的F值已经非常接近。故取三至四级积分电路就可以得到较好的信噪比。由CR RCm电路成形的输出脉冲顶

  中科院研究生院现代核电子学刘振安下面简述CR—RC m滤波成形电路的噪声、堆积和弹道亏损等方面的性能。这里给出CR— RC m滤波成形电路的信噪比劣值系数F的计算公式。共中 2m 2m2m 2m 无穷时的F值已经非常接近。故取三至四级积分电路就可以得到较好的信噪比。由CR RCm电路成形的输出脉冲顶部较为平坦 所以弹道亏损较小 适合于后续脉冲幅度分析器的要求。2141 3212 mmmmemFmmopt 12 mopt m12345610 580 450 380 330F1 361 221 181 171 161 12 opt中科院研究生院现代核电子学刘振安在 CR RCm滤波成形中 峰堆积可以通过堆积拒绝电路来剔除。尾堆积的影响在计数率确定情况下 主要是脉冲宽度的影响 根据脉冲平均宽度的定义 CR RC m的平均宽度表示为其中 所以取 则有计算表明 在满足实际最佳信噪比条件下 随着RC积分次数增多 成形脉冲的宽度和平均宽度都变窄 峰堆积概率和基线的偏移及涨落都减小。dttvVMW 1000 mmiMemmCQV tuetmCQtvtmiOmmemW opt cmWmmme 12 中科院研究生院现代核电子学刘振安成形电路的时间常数的选取由实验要求决定。对半导体探测器 在计数率允许的情况下可选左右或更大。当计数率增加时可适当选择小一些。对气体探测器可选择适当大一些 约。在成形电路中 应把调节范围尽可能做得大一些 使各种实验条件下都能调整。需要指出的是 如果在所有隔离级A 信号通过滤波成形电路后的输出幅度要比输入幅度小级数越多 输出的幅度就越小。例如 一级极—零相消和 RC 4积分 时的成形滤波电路的输入和输出的关系为可见输出幅度约为输入幅度的五分之一。 tiitmiOCQeCQtuetmCQtv195 4444 中科院研究生院现代核电子学刘振安4 RCm滤波成形电路在上述电路的后面再加一级微分电路 上图 就构成了 CR RCm成形滤波电路。输出脉冲为双极性脉冲。22 1tuetmtmCQtvtmmio中科院研究生院现代核电子学刘振安0 mt0tvo m从上式中可以得到以下结论 当时则在时 信号过零点。过零时刻与信号幅度无关。 级数越多波形对称性也就越好 输出波形为正、负两瓣对称的双极性脉冲。和CR RCm电路一样 RC积分电路一般取三至四级也就足够了。输出波形如图所示 中科院研究生院现代核电子学刘振安双极性与 CR RCm单极性滤波成形比较 CR RCm双极性滤波成形与 CR RCm单极性成形相比信噪比要变差 但它的基线偏移和涨落很小 在高计数率下仍能得到较好的能量分辨率。另外它所成形的脉冲顶部较尖 弹道亏损较大 对后接幅度分析器的测量精度也不利。另外 脉冲宽度较大 也增加了信号的堆积概率。在低计数率高能量分辨率情况下 一般用单极性脉冲。在要求高计数率时 则可以用双极性脉冲 并且采取减小脉冲宽度措施 以使脉冲的基线偏移和涨落很小。中科院研究生院现代核电子学刘振安4 延迟线滤波成形电路•延迟线成形可以得到宽度很窄的矩形脉冲单延迟线滤波成形 DL 能生成单极性矩形脉冲 双延迟线滤波成形能生成双极性的脉冲 如左图所示。•由于成形脉冲宽度较窄 所以可用于高计数率情况和有关的定时电路。中科院研究生院现代核电子学刘振安 DL 成形电路及其响应其中第一项为入射信号 第二项为反射信号 波形如图 所示。当输入信号为一阶跃信号时可求出输出信号输出信号为一矩形电压脉冲 宽度为 幅度为输入信号的一半 波形如图 所示。DL 成形电路的传输函数和振幅频谱分别为可以看到振幅频谱呈周期性变化 可以通过频率非常高的输入信号 如图 所示。低频的下限或。如为则kHz 因此延迟滤波成形电路可以抑制低频噪声或干扰 有时它被称为高通微分电路。 DL 滤波成形电路 如图所示。延迟线的特性阻抗为 延迟时间为。 DL 成形电路的冲击响应为 0Z2d 21 dttth 21 dotututv 21dSteSH 2sin dH dL dLf41 0500Lf中科院研究生院现代核电子学刘振安 DL 滤波成形电路的噪声特性前置放大器输出噪声的功率谱密度为 设测量仪器的频带为0 测得它的噪声均方值为在满足条件下式第一项为a噪声贡献 愈大 则这一部分愈大。第二项是b噪声的贡献 因为b噪声中低频分量占优势 所以只要减少 使下限频带提高 就可以减少b噪声。在仅考虑a噪声的贡献时 DL成形时的噪声均方值为 信噪比则为使用 DL 滤波成形将使减少一半 这时信噪比为因而有由此可见 由于使用了 DL 滤波成形电路 信噪比下降了。其原因可以从成形过程来解释。入射信号和终端反射信号的位相相反 在输入端相迭加可以成形脉冲 但是对于噪声来讲 由于是随机的 彼此无关 但它们的均方值相等 在始端噪声均方值将相加 结果降低了系统的信噪比。222 baSi dH42222dHnbaV 2aHMaV 2212HMaaV 21 a中科院研究生院现代核电子学刘振安 DL RC 滤波成形电路由于成形脉冲宽度小 故信号堆积的概率也小。同时成形的脉冲具有较好的平顶 弹道亏损将是很小的 有利于提高后接多道分析器的测量精度。为了提高 DL 滤波成形电路信噪比 可以加一级低通滤波器 如RC电路 通过压缩频带来改善信噪比。但这样输出脉冲的顶部较尖 弹道亏损较大。这种成形电路称为 DL RC 滤波成形电路。

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