单道脉冲分析课程设计

课程设计报告

课程设计题目：

实验单道脉冲分析器的改进

实验单道脉冲分析器的改进

一、设计时间：2011年6月06日-2011年6月17日

二、设计地点：核电子实验及宿舍

三、设计任务：以课本的理论为基础，到网上或图书馆查找相关资料，寻找自己感兴趣的电路进行模仿设计，设计完成后再进行仿真测试。

四、设计目的：通过Multisim的电路设计，对《核电子学与核辐射仪器》所学内容有更进一步的理解，加深印象，使所学知识得以巩固和提高，全面掌握核电子学各模块电路的设计，实现设计、模拟仿真的技术环节，提高分析问题解决问题的能力；培养我们的动手能力和遵守纪律的高尚情操还有对待工作严肃认真、一丝不苟、实事求是、不畏艰辛的优良作风，为今后从事技术工作奠定坚实的基础。

五、设计要求：

1、掌握Multisim的使用方法；

2、掌握所画电路的工作原理；

3、掌握Multisim电路图的设计；

4、基本掌握使用Multisim进行模拟仿真。

六、设计原理及方法：

单道脉冲分析器是一种对核脉冲信号幅度信息甄别测量的装置，虽然现在一般多用多道脉冲幅度分析器测量能谱，但由于单道具有结构简单、价格便宜，还可选择感兴趣的幅度范围或选取一定能量范围的信号作为测量对象等优点，所以它在核探测领域仍有用武之地。

单道脉冲幅度分析器（图1）包括两个甄别器，一个叫上甄别器，甄别阀用V上表示；另一个叫下甄别器，甄别阀用V下表示；上、下甄别阀之差称为道宽，用ΔV表示，即：ΔV = V上– V下；除了两个甄别器外，还有一个反符合电路。当信号V in V上时分析器无脉冲输出，V下

图1 单道脉冲幅度分析器结构框图

图2 单道脉冲幅度分析器工作原理图

（一）用Multisim对所设计的电路进行仿真测试。

Multisim是一种虚拟的电子工作平台，在电子技术界广为应用，是目前世界上最先进的计算机仿真设计软件。其特点是：图形界面操作易学易用，快捷方便，真实准确，使用Multisim可实现大部分硬件电路实验的功能。

电子工作平台的设计实验工作区犹如一块“面包板”，在上面可建立各种电路进行仿真实验。电子工作平台的器件库可为用户提供多种常用的模拟和数字器件，设计和实验时可任意调用。虚拟器件在仿真时可设定为理想和实际模式，有的虚拟器件还可直观显示。电子工作平台还具有强大的分析功能，可进行直流工作点分析，暂态和稳态分析，高版本的Multisim 还可进行傅里叶变换分析、噪声及失真度分析等。在Multisim电子平台上操作，就像在电子实验室用真实的电子器件进行电子实验一样清除、明白。

（二）参考电压运算电路

参考电压运算器由上下两个运算放大器组成的加法器，减法器以及精密的参考电压源构成，如图3

两个稳定稳压二极管提供稳定的参考电压，经过两路多圈精密的电位器分别提供阈值中心的参考电压（V T）和道宽的参考电压（V W），加法器输出电压上甄别阈值：V H=1/2（V T

+ V W）；减法器输出电压为下甄别阈V L =1/2(V T- V W ),故道宽为V W ,可以看出：在对称调节道宽时，上阈V H 和下阈V L 的变化大小相等、方向相反，而且保持道宽中心（1/2 V T）不变；在道宽调整好调节阈中心时，只需改变V T ，没测完一道内的计数后，需要手动调节多圈精密电位器，使道中心阈电平由（1/2V）升高到下一道阈中心（1/2V + V W），直至测量完所有道内的计数。

图3参考电压

（三）上、下甄别器

如图4所示，该电路板的上、下甄别阈由两个相同的集成电路脉冲幅度分析器组成。上、下阈电压由前面的参考电压运算器提供，分别加到脉冲幅度分析器的同相端。当输入脉冲信号（由P7输入）幅度超过上或下甄别器的阈压时，该甄别器由高电平转为低电平。

（四）、反符合电路

其工作过程为：

（1）当V I < V L 时，L和H都是低电平，显然与门输出为零。

（2）当V L < V I < V H 时，H为低电平，H非为高电平，即双稳态清零端为高电平，V3 维持高电平不变，与门开放；而L的下降沿触发单稳输出正脉冲，经与门输出。（3）当V I > V H 时，H、L都有正脉冲输出，如果直接将上、下甄别电路输入脉冲进行反符合处理，由于脉冲上升时间和下降时间存在，将会发生甄别错误。此电路用非H 的前沿将双稳态电路清零，保证在单稳态电路输出脉冲之前将与门关闭，而用单稳态电路输出正脉冲V I 的后沿将双稳态电路触发翻转，使V3 回到高电平状态，与门重新开放。

五、设计步骤

1、查找资料并设计出框图。

2、分段查找各部分电路并了解其功能。

3、在Multisim中画出电路图。

4、调试电路图

5、首先，将R1调到20%的位置，将R2调到90%的位置。

6、用万用表测量9点和12点，电压分别为1.5V和4.5V.

7、用信号发生器从点17输入频率为5kHz电压分别为1V，3V,5V的三角波；

8、用示波器分别在点17点，28,点29，点34观察输出结果。

六、设计结果

1、电压为1V时17点的输出结果

28点的输出结果：

34点的输出结果：

29点的输出结果：

2、电压为3V时17点的输出结果：

28点的输出结果：

34点的输出结果：

29点的输出结果：

3、电压为5V时17点的输出结果：

28点的输出结果：

34点的输出结果：

29点的输出结果：

分析：由示波器可观察出实验结果，由于1V小于甄别阈而5V大于上甄别阈所以最后输出电压为零，而3V在上下甄别阈之间随意最后有输出电压。