引言

第1章核輻射探測器的輸出信號和前置放大器

1.1核輻射探測器的工作原理和信號輸出電路

1.1.1氣體電離探測器的工作原理

1.1.2閃爍探測器的工作原理及輸出電路

1.1.3半導體探測器的工作原理及輸出電路

1.2前置放大器概述

1.2.1前置放大器的作用

1.2.2前置放大器的類型

1.2.3前置放大器的輸入保護

1.3跟隨器

1.3.1雙極型晶體管跟隨器

1.3.2單極型晶體管(場效應管)跟隨器

1.3.3線性集成電路跟隨器

1.4脈衝電壓信號前置放大器實例

1.5直流電流信號的前置電路

1.5.1電阻反饋式I/V變換電路

1.5.2直流電流前置放大電路實例

1.6電荷靈敏前置放大器

1.6.1電荷靈敏放大器的工作原理

1.6.2電荷靈敏前置放大器的噪聲分析

1.6.3件構成的電荷靈敏前置放大器

1.6.4由運算放大器構成的電荷靈敏前置放大器

1.6.5集成電路電荷靈敏前置放大器

習題

第2章線性脈衝放大器

2.1線性脈衝放大器概述

2.1.1探測器輸出信號的特點

2.1.2線性放大器的基本任務

2.1.3線性脈衝放大器的基本要求

2.2放大器的幅度過載

2.2.1幅度過載的成因

2.2.2幅度過載的影響

2.2.3抗幅度過載的措施

2.3放大器的計數率過載

2.3.1計數率過載的原因

2.3.2計數率過載對放大器的影響

2.3.3抗計數率過載的措施

2.4放大器的通頻帶

2.4.1放大器的頻率特性

2.4.2放大器的輸入耦合電容對低頻特性的影響

2.4.3放大器的輸出電容對高頻特性的影響

2.5放大器的噪聲和外界干擾

2.5.1放大器的噪聲

2.5.2外界對放大器的干擾

2.6放大器的成形電路

2.6.1RC微分成形電路

2.6.2極零相消成形電路

2.6.3CRRC(微分積分)成形電路

2.6.4SallenKey濾波器成形電路

2.6.5延遲線成形電路

2.7線性脈衝放大器的技術指標

2.7.1放大倍數的穩定性

2.7.2放大器的線性

2.7.3輸入阻抗和輸出阻抗

2.7.4抗過載性能

2.7.5噪聲

2.8線性脈衝放大器實例

2.8.1FH430型通用線性脈衝放大器

2.8.2FH1002A型線性脈衝放大器

2.8.3BH1218型線性脈衝放大器

2.9線性集成電路的應用

2.9.1線性集成電路的基本用法

2.9.2核儀器中常用的幾種運算放大器

習題

第3章單道脈衝幅度分析器

3.1脈衝幅度甄別器概述

3.1.1脈衝幅度甄別器的作用

3.1.2甄別器的基本要求

3.1.3脈衝幅度甄別器的種類

3.2單道脈衝幅度分析器的工作原理

3.2.1單道脈衝幅度分析器的基本組成和工作原理

3.2.2單道脈衝幅度分析器的基本要求

3.2.3單道脈衝幅度分析器的工作方式

3.3反符合電路

3.3.1反符合電路的作用和時間配合問題

3.3.2利用串接晶體管構成的反符合電路

3.3.3利用RS雙穩態觸發器控制的反符合電路

3.3.4利用D觸發器構成的反符合電路

3.4單道脈衝分析器實例

3.4.1FH421型單道脈衝分析器

3.4.2FH441型單道脈衝幅度分析器

3.4.3BH1219型單道脈衝幅度分析器

3.5定時單道脈衝幅度分析器

3.5.1定時電路

3.5.2定時單道分析器

3.6穩峰電路

習題

第4章定標器

4.1計數繫統

4.1.1計數器

4.1.2顯示器

4.1.3譯碼器

4.1.4計數顯示電路

4.2計時繫統

4.2.1分頻電路

4.2.2計時設定電路

4.3控制繫統

4.3.1控制繫統的基本功能

4.3.2控制繫統組成框圖

4.3.3控制電路實例

4.4定標器實例

4.4.1BH1220型自動定標器

4.4.2FH1093B型三路定標器

習題

第5章線性率表電路

5.1二極管計數率計電路

5.2晶體管計數率計電路

5.2.1共基極晶體管計數率計電路

5.2.2直接充電型線性率表電路

5.2.3差值率表電路

5.2.4線性率表的誤差

5.3F/V轉換器

5.4雙穩態觸發器整形電路

5.5報警電路

5.5.1上限電壓聲光報警電路

5.5.2下限電壓報警電路

5.5.3上下限報警電路

5.6率表電路實例

5.6.1FH421型單道脈衝分析器配用的率表電路

5.6.2FH1009A/B型線性率表

5.6.3BH1232N型對數率表

習題

第6章直流放大器

6.1直流放大器概述

6.1.1直流放大器的特點

6.1.2直流放大器的級間耦合

6.1.3直流放大器的零點漂移

6.2微弱電流的測量

6.2.1電阻式靜電計

6.2.2電阻反饋式靜電計

6.2.3電容反饋式靜電計

6.3弱電壓放大器

6.3.1弱電壓放大器概述

6.3.2電路實例

6.4V/F轉換器

6.4.1VFC32通用型V/F轉換器

6.4.2LM×31繫列V/F轉換器

習題

第7章穩壓電源

7.1直流低壓穩壓電源

7.1.1簡單的穩壓電路

7.1.2反饋式串聯型晶體管穩壓電路

7.1.3穩壓電源的技術指標

7.1.4低壓穩壓電源實例

7.2集成穩壓器

7.2.17800/7900繫列三端固定輸出集成穩壓器

7.2.2其他常用集成穩壓器

7.2.3集成穩壓器構成的實用穩壓電源

7.3便攜儀器低壓電源

7.3.1串聯式開關型穩壓電源

7.3.2並聯式開關型穩壓電源

7.3.3高效升壓DC/DC轉換器RT9266

7.3.4升壓/降壓型DC/DC轉換器MAX710

7.4直流高壓穩壓電源

7.4.1直流交流直流變換產生直流高壓

7.4.2高壓電源的技術指標

7.4.3直流高壓電源的穩壓

7.4.4高壓穩壓電源實例

7.4.5集成高壓模塊

7.5便攜儀器的高壓電源

7.6穩壓電源中穩流源的作用

習題 

第8章多道脈衝幅度分析器

8.1多道脈衝幅度分析器的基本組成和功能

8.1.1概述

8.1.2多道分析器的組成和基本原理

8.2存儲器

8.2.1存儲器簡介

8.2.2存儲器的擴展

8.2.3存儲器的分區

8.3模數變換器

8.3.1線性放電法A/D變換

8.3.2比較法A/D變換

8.3.3集成ADC

8.4多道分析器的數據采集和應用

8.4.1脈衝幅度分析

8.4.2多定標器分析

8.4.3時間分析

8.5多道脈衝幅度分析器的標定

8.5.1能量刻度

8.5.2效率刻度

8.6BH1324型一體化多道分析器

習題

參考文獻

核電子學是隨著核輻射探測技術的發展而興起的學科，專門用來研究探測器的非電量轉換，信號預處理，進行核輻射的能量、強度、成分、含量的測量與分析，也可在各個工程技術領域中應用。核電子學儀器也稱射線儀器，隨著核儀器的微機化、智能化，形成了比較完整又繫統的核儀器知識結構。核電子學是電子學的一個重要分支，已發展成為一門綜合性學科，廣泛應用於核物理實驗、核工程技術、工農業生產、醫學、環境、劑量檢測等領域。
本書以北京核儀器廠生產的科研教學用核儀器及NIM插件為基礎，以能譜分析和強度測量為主線而編寫。全書共分8章，前6章是能量測量和強度測量不可缺少的知識和，內容包括核輻射探測器輸出信號與前置放大器、線性脈衝放大器、單道脈衝幅度分析器、定標器、線性率表電路、直流放大器等，第7章介紹為探測器和電子儀器供電的高、低壓穩壓電源，後一章介紹多道脈衝幅度分析器。全書各章遵循由淺入深到整體的原則，各章內容相對獨立，自成體繫。
核電子學是一門實驗性和應用性很強的不斷發展的學科。本書的內容以國產核儀器和常用的國外器件為主，語言力求通俗易懂，突出性能特點、適用性、新穎性和代表性，所分析的電路幾乎都是定型產品。作為本科生教材，本書以基礎知識、基本概念、基本理論為主進行介紹，遵循由淺入深到整機的原則，內容按照從輻射信號的產生、接收、預處理、數據分析到結果顯示的順序安排，強的相互聯繫、組合和應用。目的在於培養學生掌握核儀器的性能特點，使學生能自行設計組成實驗繫統，鍛煉獨立工作能力。對學生已經學習過的基礎電子學知識，則隻對本課程要用到的相關內容作了一些梳理和強調。
參加本書編寫工作的有霍雷、馮啟春、任延宇、馬永和、張景波等，全書由霍雷、馬永和負責統稿。本書正式出版前，曾在哈爾濱工業大學物理繫五屆本科生的教學中進行試用，學生指出了其中的一些疏漏並提出了一些有益的建議，編者在此表示衷心的感謝。
本書可作為高等院校核物理專業和核科學與技術、核工程等相關專業本科生核電子學課程的教材，也可供其他專業學生和有關科學技術人員參考。教學中，教師可根據教學對像及學時等情況對本書內容進行適當刪減或組合。
本書在編寫過程中力求理論聯繫實際，與時俱進，從而能反映出國內外的新進展。但是，限於作者水平，書中缺點和錯誤在所難免，望廣大讀者予以批評指正。
作者2021年6月於哈爾濱工業大學