【正文】 作界面溫柔點(diǎn)，不要亂按亂旋；(3) 實(shí)驗(yàn)過程中，如果信號(hào)發(fā)生器出現(xiàn)問題，請(qǐng)立刻報(bào)告實(shí)驗(yàn)課老師。二、單元電路板使用注意事項(xiàng)(1) 實(shí)驗(yàn)前，一定要認(rèn)真仔細(xì)的看實(shí)驗(yàn)電路板的電路圖，明確該電路所需的電源及各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)；(2) 拿到實(shí)驗(yàn)電路板后，請(qǐng)先檢查該電路板是否完好，如發(fā)現(xiàn)問題，請(qǐng)報(bào)告實(shí)驗(yàn)課老師。三、實(shí)驗(yàn)過程注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前一定要預(yù)習(xí)，并在上實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候上交實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告；實(shí)驗(yàn)課遲到1分鐘扣10分，如果開課10分鐘不到的就以曠課論處（請(qǐng)假的學(xué)生請(qǐng)出示正規(guī)請(qǐng)假條）；上課過程中一定要注意聽課，嚴(yán)格遵守學(xué)生手冊(cè)的規(guī)定；實(shí)驗(yàn)過程中，在連接好電路之后，一定要讓實(shí)驗(yàn)課老師檢查連線是否合格。實(shí)驗(yàn)1 閃爍探測(cè)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握閃爍探測(cè)器的結(jié)構(gòu)、組成及工作原理；2. 了解閃爍探測(cè)器的輸出脈沖波形；3. 了解高壓變化及入射射線能量的變化對(duì)閃爍探測(cè)器輸出波形的影響；4. 了解閃爍探測(cè)器的工作坪曲線。三、實(shí)驗(yàn)原理閃爍探測(cè)器（圖1）是利用輻射在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的閃光來探測(cè)電離輻射的探測(cè)器。在閃爍體周圍包以反射物質(zhì)（有一面透光），這樣能使光子集中向光電倍增管方向射去。它由光陰極、若干個(gè)打拿極和一個(gè)陽極組成。通過高壓電源和分壓電阻，使陽極的各打拿級(jí)間建立從高到低的電位分布。所以人們把這種器件稱為光電倍增管。通常閃爍體透光一面由玻璃封裝，如果它與光電倍增管窗之間存在空氣層就會(huì)使閃爍光子反射回閃爍體，因此，在其間充以折射系數(shù)和玻璃差不多的硅油，就能使光子損失大大減少。探頭中有時(shí)在光電倍增管周圍包以磁屏蔽作用的鈹莫合金，防止環(huán)境中磁場(chǎng)透入管子中去。閃爍探測(cè)器的工作過程：(1) 射線進(jìn)入閃爍體，與之發(fā)生相互作用，閃爍體吸收帶電粒子能量而使原子、分子電離和激發(fā)；(2) 受激原子、分子退激并發(fā)射熒光光子；(3) 利用反射物和光導(dǎo)將閃爍體光子盡可能多地收集到光電倍增管的光陰極上，由于光電效應(yīng)，光子在光陰極上擊出光電子；(4) 光電子在光電倍增管中倍增，數(shù)量由一個(gè)增加到104109個(gè)，電子流在陽極負(fù)載上產(chǎn)生電信號(hào)；(5) 陽極輸出信號(hào)被后續(xù)電子儀器記錄和分析。通常是含有少量雜質(zhì)（稱為“激活劑”）的無機(jī)鹽晶體，常用的有NaI(Tl)單晶體、CsI(Tl)單晶體、ZnS(Ag)多晶體等。它們都是環(huán)碳?xì)浠衔?，例如蒽、萘、?duì)聯(lián)三苯、甲苯等。NaI(Tl)晶體的缺點(diǎn)是容易潮解，所以一般都密封在金屬盒中。有大尺寸的測(cè)γ射線的晶體，也有幾毫米厚的薄晶體，主要用于測(cè)量低能γ射線和X射線。它可使閃爍體的光能夠均勻、有效地收集在光電倍增管的光陰極上。一般用作反射層的材料有：氧化鎂、二氧化鈦、鋁箔、鍍鋁塑料薄膜等。光學(xué)耦合劑的材料有硅油、硅脂、甘油等。電子倍增器件(1) 基本原理和構(gòu)造圖2為光電倍增管的工作原理圖。光電子經(jīng)電子學(xué)輸入系統(tǒng)加速、聚焦后射向第一“打拿極”。所以，最后射向陽極的電子數(shù)是很多的。圖2 光電倍增管工作原理圖(2) 分壓器光電倍增管中各電極的電位由外加電阻分壓器抽頭供給，所加高壓可以是正高壓，也可以是負(fù)高壓。有的光電倍增管在光陰極與第一打拿極之間還有聚焦電極，這樣三個(gè)電極組成一個(gè)電子光學(xué)輸入系統(tǒng)。中間的打拿極采用均勻分壓器，其電壓絕對(duì)值大小可根據(jù)需要的放大倍數(shù)來調(diào)節(jié)。同時(shí)，為了避免在最后幾個(gè)打拿極上，因脈沖電流過大使極間電壓下降，一般在分壓電阻上并聯(lián)旁路電容。分壓器所選電阻應(yīng)具有小的溫度系數(shù)和較高的穩(wěn)定性，并且實(shí)際耗散功率比額定功率小。(3) 主要指標(biāo)光電倍增管是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并將電信號(hào)加以放大的器件。(4) 光電倍增管的暗電流與本底脈沖（暗噪聲）當(dāng)光電倍增管無光照射時(shí)，所產(chǎn)生的陽極電流稱為“暗電流”。通常在1061010A數(shù)量級(jí)。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與電路原理圖實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 數(shù)字型脈沖示波器1臺(tái)；2. 03000V高壓電源插件；3. 萬用表一只；4. NaI晶體探頭一只；5. γ射線源（137Cs或60Co）；6. NIM機(jī)箱一臺(tái)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫要求1. 繪制137Cs或60Co放射源的輸出波形，注明各測(cè)量條件（能量、距離），并說明探測(cè)器輸出脈沖幅度和射線能量的關(guān)系；2. 記錄不同高壓下，測(cè)得137Cs或60Co放射源的輸出脈沖幅度和寬度；3. 說明探測(cè)器輸出脈沖幅度與高壓間的關(guān)系，并畫出相關(guān)曲線（要求將137Cs和60Co放射源輸出脈沖幅度與高壓的關(guān)系畫在同一圖中）。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容觀察線性放大器各個(gè)節(jié)點(diǎn)波形的變化，熟悉不同微分時(shí)間、積分時(shí)間和放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)（包括粗調(diào)和細(xì)調(diào)）、了解極零相消和基線恢復(fù)電路的結(jié)構(gòu)和作用及輸入與輸出波形的關(guān)系。線性脈沖放大器的主要任務(wù)是對(duì)探測(cè)器的輸出小信號(hào)進(jìn)行線性放大和脈沖成形，以滿足后繼分析測(cè)量電路的需要。 如圖1所示，該電路由電位器RW1來調(diào)節(jié)極零電阻的阻值，通過調(diào)節(jié)，使得下式中的τ1等于輸入信號(hào)的時(shí)間常數(shù)τi，從而消除輸出信號(hào)的下沖。圖2 極性轉(zhuǎn)換電路極性轉(zhuǎn)換電路極性轉(zhuǎn)換電路主要用于改變輸入信號(hào)的極性。圖3 可調(diào)放大節(jié)電路可調(diào)放大節(jié)可調(diào)放大節(jié)為負(fù)反饋放大節(jié)，通過調(diào)節(jié)電位器RW3的阻值來調(diào)節(jié)放大節(jié)的放大倍數(shù)。并聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：限幅器圖4 限幅器電路如果輸入脈沖的幅度比較大，通過極性轉(zhuǎn)換電路后，脈沖會(huì)進(jìn)一步放大，這將不利于后續(xù)電路進(jìn)行分析。一旦發(fā)現(xiàn)P3點(diǎn)的脈沖幅度過大可接通開關(guān)KD。實(shí)驗(yàn)電路板上有3級(jí)積分電路。經(jīng)過3次積分后可輸出準(zhǔn)高斯波形脈沖信號(hào)。當(dāng)輸入脈沖計(jì)數(shù)率很高的時(shí)候，由于耦合電容的充放電使得輸出信號(hào)的基線產(chǎn)生偏移。圖6 基線恢復(fù)電路四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備線性放大器實(shí)驗(yàn)板、直流穩(wěn)壓電源、信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字示波器、工具箱。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫要求1. 畫出各觀測(cè)點(diǎn)的波形圖，并寫出其脈沖幅度與寬度； 2. 計(jì)算出實(shí)驗(yàn)用線性放大器的放大倍數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理單道脈沖幅度分析器（圖1）包括兩個(gè)甄別器，一個(gè)叫上甄別器，甄別閥用V上表示；另一個(gè)叫下甄別器 ，甄別閥用V下表示；上、下甄別閥之差稱為道寬，用ΔV表示，即：ΔV = V上 – V下 ；除了兩個(gè)甄別器外，還有一個(gè)反符合電路。圖1 單道脈沖幅度分析器結(jié)構(gòu)框圖圖2 單道脈沖幅度分析器工作原理圖參考電壓運(yùn)算器參考電壓運(yùn)算器是由上、下兩路運(yùn)算放大器組成的加法器及精密的參考電壓源構(gòu)成。上、下兩路輸入電壓首先通過一個(gè)跟隨器，以提高其穩(wěn)定性，然后通過P4和P10分別輸入兩個(gè)反相運(yùn)算放大器從而得到正的電壓（及閾電壓）。圖3 參考電壓運(yùn)算器圖4 上、下甄別閾上、下甄別器 如圖4所示，該電路板的上、下甄別閾由兩個(gè)相同的集成電路脈沖幅度分析器組成。當(dāng)輸入脈沖信號(hào)（由P7輸入）幅度超過上或下甄別器的閾壓時(shí)，該甄別器由高電平轉(zhuǎn)為低電平。該電路可通過開關(guān)K1來分別實(shí)現(xiàn)微分輸出和積分輸出。當(dāng)VinV下時(shí)，上、下兩個(gè)甄別器的輸出（P1P14）都是高電平，下甄別器的輸出在P15點(diǎn)通過一個(gè)與非門后變成了低電平，這個(gè)低電平在P16與P13（高電平）一起輸入到RS觸發(fā)器當(dāng)中，然后在P17得到低電平，P17與P18（P16與P14的與非，為高電平）經(jīng)過或非門15B，最終得到P19點(diǎn)的低電平；當(dāng)V下VinV上時(shí)，P13為低電平，P14還是高電平，P13在P15處得到展寬（這里二極管D3和電容C12組成一個(gè)簡單的模擬展寬器），P15經(jīng)過與非門后變成了高電平，RS觸發(fā)器在兩端都是高電平的時(shí)候保持原來的狀態(tài)（即P17輸出為低電平），P17與P18（由于P16變成了稍微展寬的高電平，經(jīng)過與非門后，P18變成低電平）經(jīng)過或非門15B，最終在P19處得到一個(gè)高電平，此高電平代表一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)。此反符合電路的右下支路為一積分輸出電路，當(dāng)開關(guān)K1打向JF時(shí)，單道脈沖幅度分析器變成了積分甄別器，輸入脈沖只要超過下甄別閾就會(huì)有輸出。圖6 單道脈沖幅度分析器反符合原理四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備單道脈沖幅度分析器實(shí)驗(yàn)板、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字示波器、信號(hào)發(fā)生器、萬用表、工具箱。六、實(shí)驗(yàn)思考題1. 在原理電路圖中觀察，為什么RW2的調(diào)節(jié)就是道寬的調(diào)節(jié)？圖7 單道脈沖幅度分析器實(shí)驗(yàn)4 峰值保持器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的原理；2. 熟悉峰值保持器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理；3. 了解峰值保持電路的工作時(shí)序。在進(jìn)行能譜測(cè)量的時(shí)候，所測(cè)的是脈沖的峰頂幅度，但是探測(cè)器輸出信號(hào)經(jīng)放大成形后的脈沖信號(hào)其峰頂寬度是比較窄的，不滿足多道脈沖幅度分析器和其它儀器的要求。圖1 模擬展寬器基本工作原理圖2 延遲開關(guān)放電型峰值保持電路模擬展寬器的基本工作原理是利用二極管的單向?qū)щ娦院碗娙萜鞯馁A存作用，工作原理