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核電子學(xué)與核輻射儀器實驗講義核 技 術(shù) 教 研 室2010年版41 / 44目 錄核電子學(xué)實驗基礎(chǔ)1實驗注意事項7實驗1 閃爍探測器9實驗2 線性放大器14實驗3 單道脈沖幅度分析器19實驗4 峰值保持器24實驗5 A/D轉(zhuǎn)換電路30實驗6 整機(jī)儀器的組裝及應(yīng)用36核電子學(xué)實驗基礎(chǔ)一、數(shù)字示波器的使用1、示波器前面板和用戶界面核電子實驗室使用的是RIGOLDS5102CA型數(shù)字示波器，該示波器的外形見圖1。圖1 RIGOL DS5102CA數(shù)字示波器(1) 界面認(rèn)識示波器面板上包括旋鈕和功能按鍵。旋鈕的功能與其他示波器類似。顯示屏右側(cè)的一列5個灰色按鍵為菜單操作鍵（自上而下定義為1號至5號）。通過它們可以設(shè)置當(dāng)前菜單的不同選項。其它按鍵（包括彩色按鍵）為功能鍵，通過它們可以進(jìn)入不同的功能菜單或直接獲得特定的功能應(yīng)用。圖2 DS5102CA面板操作操作說明(2) 探頭補(bǔ)償在首次將探頭與任一輸入通道連接時，需要進(jìn)行此項調(diào)節(jié)，使得探頭與輸入通道相配。未經(jīng)補(bǔ)償或補(bǔ)償偏差的探頭會導(dǎo)致測量誤差或錯誤。若需調(diào)整探頭補(bǔ)償，請按如下步驟： 將探頭菜單中的衰減系數(shù)和探頭上開關(guān)設(shè)定為一樣的值，都為1X或10X，通常都設(shè)為10X，并用探頭將通道1和探頭補(bǔ)償器相連。打開通道1，然后按AUTO鍵自動設(shè)置； 檢查所顯示波形的形狀； 圖3 補(bǔ)償過渡 圖4 正確補(bǔ)償 圖5 補(bǔ)償不足 如必要，用非金屬質(zhì)地的改錐調(diào)整探頭上的可變電容，直到屏幕顯示的波形如圖4所示的“補(bǔ)償正確”。2、儀器檢查在使用儀器前，通常通過自檢信號對儀器做一次快速功能檢查，以核實本儀器運行正常。具體步驟如下：(1) 接通電源，打開示波器開關(guān)，儀器執(zhí)行所有自檢項目，并確認(rèn)自檢；(2) 用示波器探頭將信號接入通道1(CH1)，將探頭上的開關(guān)設(shè)定為10X，并用探頭線將通道1與探頭補(bǔ)償器相連；(3) 探頭設(shè)置與示波器中同比例的衰減系數(shù)（默認(rèn)通常設(shè)定10X），從而使得測量結(jié)果正確反映被測信號的電平；(4) 按住AUTO按鍵幾秒鐘內(nèi)，可以看到方波顯示（1kHz，峰峰值約3V）。(5) 同樣的方法檢查通道2（CH2），按0FF功能按鈕以關(guān)閉通道1，按CH2功能按鈕以打開通道2，重復(fù)步驟2、步驟3步驟4。3、使用實例觀測電路中一未知信號，迅速顯示和測量信號的頻率和峰峰值。(1) 迅速顯示該信號，請按如下步驟操作： 將探頭菜單衰減系數(shù)設(shè)定為1X，并將探頭上的開關(guān)設(shè)定為1X； 將通道1的探頭連接到電路被測點； 按下AUTO （自動設(shè)置按鈕）。示波器將自動設(shè)置使波形顯示達(dá)到最佳。在此基礎(chǔ)上，您可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)垂直、水平檔次，直至波形的顯示符合您的要求。(2) 進(jìn)行自動測量示波器可對大多數(shù)顯示信號進(jìn)行自動測量。欲測量信號頻率和峰峰值，請按如下步驟操作： 測量峰峰值按下MEASURE按鈕以顯示自動測量菜單按下1號菜單操作鍵以選擇信源CH1按下2號菜單操作鍵選擇測量類型：電壓測量按下2號菜單操作鍵選擇測量參數(shù)：峰峰值。此時，您可以再屏幕左下角發(fā)現(xiàn)峰峰值的顯示。 測量頻率按下3號菜單操作鍵選擇測量類型：時間測量按下2號菜單操作鍵選擇測量參數(shù)：頻率。此時，您可以再屏幕下方發(fā)現(xiàn)頻率顯示。4、使用要求(1) 熟練使用示波器觀察測量點脈沖；(2) 能夠使用示波器測出脈沖的幅度、寬度和頻率。二、信號發(fā)生器的使用1、信號發(fā)生器前面板和用戶界面核電子實驗室使用信號發(fā)生器如圖6所示。圖6 SFG2004信號發(fā)生器(1) 界面認(rèn)識信號發(fā)生器面板上包括旋鈕和功能按鍵。旋鈕的功能主要用于各種輸出信號的微調(diào)。顯示屏上面的按鈕功能是對輸出波形進(jìn)行選擇（可選擇輸出三角波、方波和正弦波）。顯示屏右側(cè)的按鈕主要用于調(diào)節(jié)輸出脈沖的頻率，灰色的大旋鈕用于對輸出頻率進(jìn)行微調(diào)。顯示器下方的3個旋鈕主要用于對輸出模擬信號幅度、補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)。圖7 SFG2004信號發(fā)生器面板操作操作說明(2) 使用步驟 開機(jī)接通電源，預(yù)熱一段時間，待輸出穩(wěn)定后，即可使用； 根據(jù)需要，按下相應(yīng)的“波形選擇按鈕”，選擇適當(dāng)?shù)牟ㄐ危?根據(jù)所需輸出信號的頻率，選擇對應(yīng)的“頻率單位”，輸入適當(dāng)?shù)妮敵鲂盘栴l率； 根據(jù)所需輸出信號的幅度，調(diào)節(jié)輸出信號幅度大小，必要時可連接示波器觀察。注意 實驗中用50負(fù)載輸出端。2、使用實例用示波器觀察信號發(fā)生器輸出波形（三角波、正弦波和方波）。(1) 用信號線將信號發(fā)生器的50負(fù)載輸出端和示波器的CH1輸入端連接起來；(2) 打開信號發(fā)生器和示波器，并等待一段時間；(3) 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出波形選擇按鈕，使其輸出方波；(4) 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的幅度旋鈕，是輸出信號幅度為1V。(5) 重復(fù)(3)和(4)，是信號發(fā)生器輸出1V的三角波和正弦波。3、使用要求(1) 熟練使用信號發(fā)生器輸出各種波形；(2) 能夠使用信號發(fā)生器調(diào)節(jié)輸出脈沖的幅度和頻率。三、穩(wěn)壓電源的使用1、穩(wěn)壓電源前面板和用戶界面核電子實驗室使用的穩(wěn)壓電源如圖8所示。圖8 LM1719A直流穩(wěn)壓電源(1) 界面認(rèn)識在許多電子線路中，要求輸入的電壓穩(wěn)定、連續(xù)可調(diào)，并有較大的工作電流。直流穩(wěn)壓電源可滿足此種要求。穩(wěn)壓電源為雙路輸出電流1A、2A、3A；輸出電壓范圍為030V，連續(xù)可調(diào)。面板設(shè)置較為簡單（圖9），使用時應(yīng)該根據(jù)要求操作。圖9 LM1719A型直流穩(wěn)壓電源面板介紹 (2) 使用步驟 開啟電源開關(guān)，指示燈亮，表示電源接通，應(yīng)預(yù)熱10min； 面板上設(shè)有兩個電壓表和兩個電流表，為兩路電源分別使用。還有“電壓監(jiān)視”和“電流監(jiān)視”的電壓表和電流表。若需監(jiān)視電壓、電流時，調(diào)節(jié)“電壓粗調(diào)及細(xì)調(diào)”旋鈕，即可得到所需的電壓值； 若過載或短路，電源保護(hù)無輸出時，應(yīng)排除過載或短路故障，按“啟動”按鈕，電源即可恢復(fù)輸出；注意：實驗中使用電壓檔若發(fā)現(xiàn)C.C燈亮了，請立刻關(guān)閉電源，查找短路故障，排除故障后才能打開開關(guān)！ 輸出電壓由接線柱“”、“”端供給，“地”接線柱僅與機(jī)殼相連。與其他儀器連接時，需注意“共地”問題； 若是需要5V、5V電壓可以直接接到最右邊的5伏電源接線柱上（如圖10所示）。需要單極性電壓時，使用左面的兩組接線柱中的一組，把GND端和“”端連在一起（如圖11所示）。如需要雙極性電源，則把兩組電源的中間四根接線柱連在一起形成共地端（如圖12所示）。注意：核電子實驗一般用的都是雙極性電源，所以在接線的時候一定要注意！圖10 5V電源連接示意圖圖11 030V單極性電源連接示意圖圖12 030V雙極性電源連接示意圖2、使用要求(1) 掌握穩(wěn)壓電源的各種接法，特別是雙極性接法；(2) 能夠熟練的使用穩(wěn)壓電源為實驗電路板提供各種直流電源。實驗注意事項一、基礎(chǔ)儀器使用注意事項1、示波器使用注意事項(1) 使用前請檢查所使用示波器的器件是否完整（整個示波器包括示波器本身、一根探針、一根信號線和一本使用說明書），如發(fā)現(xiàn)不完整請上報實驗老師；(2) 使用示波器前一定要先進(jìn)行儀器檢查，以便發(fā)現(xiàn)問題；(3) 在使用示波器過程中，對示波器的操作界面請溫柔對待，不要亂按亂旋；(4) 在使用示波器探針的過程中，一定要輕輕的接觸觀測點，要做到手不離探針，如發(fā)現(xiàn)把探針插入觀測點而導(dǎo)致探針彎曲的，后果自負(fù)；(5) 實驗完后，請把示波器的探針和信號線收回到包里。2、信號發(fā)生器使用注意事項(1) 使用信號發(fā)生器前，請先預(yù)熱10分鐘左右；(2) 在使用信號發(fā)生器的過程中，請對信號發(fā)生器的操作界面溫柔點，不要亂按亂旋；(3) 實驗過程中，如果信號發(fā)生器出現(xiàn)問題，請立刻報告實驗課老師。3、穩(wěn)壓電源使用注意事項(1) 使用穩(wěn)壓電源之前，請認(rèn)真學(xué)習(xí)其使用手冊和實驗電路圖，明確實驗電路所需電壓為多少，這個電源如何通過穩(wěn)壓電源獲取；(2) 打開穩(wěn)壓電源之前，一定要檢查所連電路是否有短路的地方，在確認(rèn)沒有短路之后再打開電源開關(guān)；(3) 使用穩(wěn)壓電源的時候，其電流調(diào)節(jié)旋鈕請不要旋到最大或最小，因為這樣容易導(dǎo)致穩(wěn)壓電源短路；(4) 使用穩(wěn)壓電源的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)指示燈變成綠色，請立刻關(guān)閉電源；(5) 實驗完成后，請將穩(wěn)壓電源的連線收拾好。二、單元電路板使用注意事項(1) 實驗前，一定要認(rèn)真仔細(xì)的看實驗電路板的電路圖，明確該電路所需的電源及各個觀測點；(2) 拿到實驗電路板后，請先檢查該電路板是否完好，如發(fā)現(xiàn)問題，請報告實驗課老師。；(3) 要好好對待實驗電路板，輕拿輕放，在不測量的時候，請將電源關(guān)掉；(4) 調(diào)節(jié)電路板的時候，不要太用力，以免損壞元件；(5) 實驗完后，請將電路板上的連線拔出，并將其收回到實驗箱里，在實驗老師檢查完電路板之后，才可離開。三、實驗過程注意事項1、實驗前一定要預(yù)習(xí)，并在上實驗課的時候上交實驗預(yù)習(xí)報告；2、實驗課遲到1分鐘扣10分，如果開課10分鐘不到的就以曠課論處（請假的學(xué)生請出示正規(guī)請假條）；3、上課過程中一定要注意聽課，嚴(yán)格遵守學(xué)生手冊的規(guī)定；4、實驗過程中，在連接好電路之后，一定要讓實驗課老師檢查連線是否合格。如果私自通電導(dǎo)致實驗儀器損壞的，要負(fù)責(zé)維修直至儀器恢復(fù)正常；5、實驗當(dāng)中，遇到不懂的問題就問，如果電路在老師檢查后通電出現(xiàn)問題的，請立刻斷掉電源；6、實驗的結(jié)束以實驗結(jié)果檢查通過為標(biāo)準(zhǔn)，如果實驗無結(jié)果就以沒參加實驗論處（特殊情況另當(dāng)別論）；7、實驗結(jié)束后一定要保持實驗室的清潔衛(wèi)生，如果發(fā)現(xiàn)有亂丟垃圾的，參與整個實驗的學(xué)生都要受到扣分處罰；8、實驗結(jié)束后，一定要將儀器設(shè)備等收拾好，如實驗完后發(fā)現(xiàn)沒收拾的，操作分為0分；9、實驗報告請勿抄襲（一組幾個人的，除了實驗數(shù)據(jù)可以一樣外，其它請勿抄襲），如發(fā)現(xiàn)抄襲按60分/n（n代表實驗報告抄襲的人數(shù)）來處理。實驗1 閃爍探測器一、實驗?zāi)康?. 掌握閃爍探測器的結(jié)構(gòu)、組成及工作原理；2. 了解閃爍探測器的輸出脈沖波形；3. 了解高壓變化及入射射線能量的變化對閃爍探測器輸出波形的影響；4. 了解閃爍探測器的工作坪曲線。二、實驗內(nèi)容1. 按照電路圖3連接好儀器；2. 按要求組裝閃爍探測器，并測量閃爍探測器輸出波形的幅度和寬度，將測量結(jié)果記下來；3. 變換測量條件（改變源與探測器的距離或輸入高壓），觀察輸出波形變化情況，并記錄測量結(jié)果。三、實驗原理閃爍探測器（圖1）是利用輻射在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的閃光來探測電離輻射的探測器。一般由閃爍體、光電倍增管和相應(yīng)的電子儀器三個主要部分組成。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。光電倍增管是一個真空器件。它由光陰極、若干個打拿極和一個陽極組成。光陰極前有一個玻璃或者石英制成的窗，整個器件外殼為玻璃，各電極由針腳引出。通過高壓電源和分壓電阻，使陽極的各打拿級間建立從高到低的電位分布。閃爍光子入射到光陰極上時，由于光電效應(yīng)會產(chǎn)生光電子，這些光電子受極間電場加速和聚焦，打在第一個打拿極上，產(chǎn)生3-6個二次電子，這些二次電子在以后各打拿極上又發(fā)生同樣的倍增過程，直到最后在陽極上可直接收到104-109個電子。所以人們把這種器件稱為光電倍增管。大量電子會在陽極負(fù)載上建立起電信號，通常為電流脈沖或電壓脈沖，然后通過起阻抗匹配作用的射極跟隨器，由電纜將信號傳輸?shù)诫娮訉W(xué)儀器中去。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。實用上常將閃爍體、光電倍增管和分壓器及射極跟隨器都安裝在一個暗盒中，統(tǒng)稱探頭。探頭中有時在光電倍增管周圍包以磁屏蔽作用的鈹莫合金，防止環(huán)境中磁場透入管子中去。電子儀器的組成單元則根據(jù)閃爍探測器的用途而異，常用的有高（低）壓電源、線性放大器、單道或多道脈沖幅度分析器，有時也可包括門電路、定時電路、符合電路、定標(biāo)器、計數(shù)率儀以及其它輔助電子學(xué)單元（例如示波器、脈沖發(fā)生器），還有國產(chǎn)NIM系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)插件，可方便而靈活搭配。1、閃爍探測器的工作過程：(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)量由一個增加到104-109個，電子流在陽極負(fù)載上產(chǎn)生電信號；(5) 陽極輸出信號被后續(xù)電子儀器記錄和分析。圖1 閃爍探測器結(jié)構(gòu)示意圖2、閃爍體閃爍體按其化學(xué)性質(zhì)可分為兩大類：一類是無機(jī)晶體閃爍體。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。另一類是有機(jī)閃爍體。它們都是環(huán)碳?xì)浠衔?，例如蒽、萘、對?lián)三苯、甲苯等。本次實驗用的NaI(Tl)晶體密度較大，而且高原子序數(shù)的碘(Z=53)占重量的85%，所以對射線探測效率特別高，同時相對發(fā)光效率大。NaI(Tl)晶體的缺點是容易潮解，所以一般都密封在金屬盒中。國產(chǎn)NaI(Tl)晶體種類很多。有大尺寸的測射線的晶體，也有幾毫米厚的薄晶體，主要用于測量低能射線和X射線。3、光的收集與光導(dǎo)光學(xué)收集系統(tǒng)包括反射層、耦合層、光導(dǎo)等。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。(1) 反射層的作用是把閃爍體中向四周發(fā)射的光有效地收集到光陰極上。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。(2) 由于閃爍體與光陰極接觸的界面中存在著空氣，為了盡量減少光線在交界面上發(fā)生全反射，以利于將光子大部分收集到光陰極上去，需要在閃爍體與光電倍增管之間加上一層“耦合劑”，其作用是有效地把光傳給光電倍增管的光陰極，減少光在閃爍體與光陰極窗界面的全反射。光學(xué)耦合劑的材料有硅油、硅脂、甘油等。(3) 光導(dǎo)的作用是有效地把光傳遞給光電倍增管的光陰極。4、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。從閃爍體出來的光子通過光導(dǎo)射向光電倍增管的光陰極，由于光電效應(yīng)，在光陰極上打出光電子。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”。每個光電子在打拿極上擊出幾個電子，這些電子射向第二打拿極，再經(jīng)倍增射向第三打拿極，直到最后一個打拿極。所以，最后射向陽極的電子數(shù)是很多的。陽極把所有電子收集起來，轉(zhuǎn)變成電信號輸出。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。一般，維持陰極和第一打拿極之間適當(dāng)高的電場很重要，它有利于提高信噪比和能量分辨率。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，這樣三個電極組成一個電子光學(xué)輸入系統(tǒng)。適當(dāng)調(diào)整它們之間的電位分布，可以使大部分光電子都能順利到達(dá)第一打拿極，從而獲得最大的收集效率。中間的打拿極采用均勻分壓器，其電壓絕對值大小可根據(jù)需要的放大倍數(shù)來調(diào)節(jié)。由于在最末幾級打拿極中的電流已相當(dāng)大，一般使用非均勻分壓器使最末二、三級打拿極之間有較高的電壓，以避免空間電荷效應(yīng)，否則光電倍增管的線性工作范圍要受到限制。同時，為了避免在最后幾個打拿極上，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。至于末級打拿極和陽極之間的電壓，由于陽極僅僅收集電子，不再繼續(xù)倍增，故末級打拿極和陽極之間的電壓一般選取比較低的值。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，并且實際耗散功率比額定功率小。但另一方面，為保證光電倍增管工作穩(wěn)定，必須使流經(jīng)分壓電阻的電流遠(yuǎn)大于最大陽極電流，即應(yīng)使總分壓電阻阻值適當(dāng)小，以保證打拿極之間電壓基本不變。(3) 主要指標(biāo)光電倍增管是將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并將電信號加以放大的器件。它的主要指?biāo)包括：光電轉(zhuǎn)換特性、電子倍增特性、噪聲或暗電流、時間特性等。(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，所產(chǎn)生的陽極電流稱為“暗電流”。陽極暗電流是在一定電壓下或在達(dá)到一定的陽極光照靈敏度所需的總電壓下測定。通常在10-6-10-10A數(shù)量級。引起暗電流的主要原因有：熱發(fā)射、歐姆漏電、殘余氣體電離、場致發(fā)射、切倫科夫光子、玻璃管殼放電和玻璃熒光、光陰極曝光等。四、實驗設(shè)備與電路原理圖1、實驗設(shè)備1. 數(shù)字型脈沖示波器1臺；2. 0-3000V高壓電源插件；3. 萬用表一只；4. NaI晶體探頭一只；5. 射線源（137Cs或60Co）；6. NIM機(jī)箱一臺。2、電路原理圖（圖3）圖3 閃爍體探測器器件連接圖五、實驗步聚1. 將完好的元件按電路圖3將儀器連接起來；2. 電路連接好后，接通高壓電源，逐漸調(diào)至600V，然后分別在探頭前放上137Cs源或60Co源，用示波器觀測閃爍器的輸出波形，并記下波形的幅度和寬度；3. 改變137Cs源或60Co源到探測器的距離（離探測器大約1m遠(yuǎn)處，高壓保持600V），觀察波形改變情況，并做記錄；4. 將高壓逐漸從0V上升到1000V（每次改變50V，要求對137Cs源和60Co源都要進(jìn)行測量），觀察探測器輸出波形變化情況，并記下相應(yīng)的波形的幅度和寬度；6. 關(guān)閉電源，拔下探頭。六、實驗報告編寫要求1. 繪制137Cs或60Co放射源的輸出波形，注明各測量條件（能量、距離），并說明探測器輸出脈沖幅度和射線能量的關(guān)系；2. 記錄不同高壓下，測得137Cs或60Co放射源的輸出脈沖幅度和寬度；3. 說明探測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）。七、實驗思考題1. 試述正確使用閃爍探測器的措施？2. 詳述閃爍探測器輸出脈沖波形的影響因素有哪些？實驗2 線性放大器一、實驗?zāi)康?. 了解線性放大器在核輻射測量儀器中的作用；2. 掌握線性放大器的基本構(gòu)成及工作過程、調(diào)試方法；3. 認(rèn)識線性放大器各主要工作點的輸出波形及變化。二、實驗內(nèi)容觀察線性放大器各個節(jié)點波形的變化，熟悉不同微分時間、積分時間和放大倍數(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。三、實驗原理線性放大器主要由極-零相消電路，極性轉(zhuǎn)換電路，可調(diào)放大節(jié)，積分電路，基線恢復(fù)電路組成。線性脈沖放大器的主要任務(wù)是對探測器的輸出小信號進(jìn)行線性放大和脈沖成形，以滿足后繼分析測量電路的需要。圖1 極-零相消電路1、極零相消電路在幾級相串聯(lián)的系統(tǒng)中，將前級傳遞函數(shù)的極（零）點和后級的零（極）點相消，從而改善輸出波形的方法稱為極-零相消。 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1等于輸入信號的時間常數(shù)i，從而消除輸出信號的下沖。至于，微分電路的成形時間可通過改變C1和R1來調(diào)節(jié)。圖2 極性轉(zhuǎn)換電路2、極性轉(zhuǎn)換電路極性轉(zhuǎn)換電路主要用于改變輸入信號的極性。當(dāng)前置放大器輸出信號為負(fù)脈沖，如果想要將其轉(zhuǎn)換為正脈沖可使其通過負(fù)反饋放大器的反相端，如果不想改變輸入信號的極性可讓其通過放大器的同相端。圖3 可調(diào)放大節(jié)電路3、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)。對于負(fù)反饋放大節(jié)的放大倍數(shù)計算可用下面的公式計算。并聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：4、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，脈沖會進(jìn)一步放大，這將不利于后續(xù)電路進(jìn)行分析。這主要是因為當(dāng)運算放大器輸入幅度比較大的脈沖時會引起失真，所以在可調(diào)放大節(jié)A2前面連了一個限幅器。一旦發(fā)現(xiàn)P3點的脈沖幅度過大可接通開關(guān)KD，使A2的輸入脈沖幅度限制在0.7V左右。5、積分電路圖5 有源積分濾波電路積分電路為多級積分成形，其作用是將信號成形為準(zhǔn)高斯波形。實驗電路板上有3級積分電路。圖5所示為2級有源積分濾波電路，其后再接一級無源積分濾波電路。經(jīng)過3次積分后可輸出準(zhǔn)高斯波形脈沖信號。6、基線恢復(fù)電路 圖6所示為一無源CDD基線恢復(fù)電路。當(dāng)輸入脈沖計數(shù)率很高的時候，由于耦合電容的充放電使得輸出信號的基線產(chǎn)生偏移。為了使輸出信號的基線恢復(fù)到原來的位置，引入了基線恢復(fù)電路，通過它可使輸出信號的基線恢復(fù)到原來的位置上。圖6 基線恢復(fù)電路四、實驗設(shè)備線性放大器實驗板、直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器、數(shù)字示波器、工具箱。五、實驗步驟1. 按照實驗原理圖（圖7）對照實驗電路板，熟悉調(diào)節(jié)的元器件和觀察點位置；2. 將電路板接上直流穩(wěn)壓電源，在輸入端接上信號發(fā)生器；3. 接通電源，按實驗內(nèi)容要求操作，用信號發(fā)生器在輸入端輸入一個小方波信號（100mV），選擇合適的頻率，用數(shù)字示波器對各工作點進(jìn)行輸入觀察，并記錄各點波形的形狀、幅度和寬度；4. 調(diào)節(jié)電位器RW1使得輸出波形沒有下沖，并記錄P2波形；5. 把雙向開關(guān)K3打向不同的方向，看P3點輸出有什么變化，調(diào)節(jié)RW2觀察P3輸出波形變化，并記錄波形；6. P4前的電阻選擇不同的大小，觀察輸出波形的變化，將開關(guān)KD接通，觀察輸出波形變化，并記錄波形；7. 斷開KD，分別改變各可變電容C1、C2、C3、C4觀察其對P2-P9等主要輸出點的輸出波形的影響（希通過望調(diào)節(jié)使得各微分、積分電路的時間常數(shù)一樣，最終在P9點得到準(zhǔn)高斯波形），并做記錄；8. 接通或斷開K8觀察輸出波形變化，并做記錄。六、實驗報告編寫要求1. 畫出各觀測點的波形圖，并寫出其脈沖幅度與寬度； 2. 計算出實驗用線性放大器的放大倍數(shù)。七、實驗思考題1. 說明各輸出端測得的波形變化原因？圖7 線性放大器電路圖試驗3 單道脈沖幅度分析器一、實驗?zāi)康?. 熟悉CMOS集成電路；2. 掌握單道脈沖幅度分析器的工作原理和電路結(jié)構(gòu)；3. 了解單道脈沖幅度分析器的工作過程和波形變化特征。二、實驗原理單道脈沖幅度分析器（圖1）包括兩個甄別器，一個叫上甄別器，甄別閥用V上表示；另一個叫下甄別器 ，甄別閥用V下表示；上、下甄別閥之差稱為道寬，用V表示，即：V = V上 V下 ；除了兩個甄別器外，還有一個反符合電路。當(dāng)信號Vin V上時分析器無脈沖輸出，V下VinV上分析器有脈沖輸出（如圖2所示）。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1、參考電壓運算器參考電壓運算器是由上、下兩路運算放大器組成的加法器及精密的參考電壓源構(gòu)成。RW2和RW3用于調(diào)節(jié)輸入電壓，通過調(diào)節(jié)RW3和RW2可調(diào)節(jié)單道脈沖幅度分析器的下甄別閾和道寬。上、下兩路輸入電壓首先通過一個跟隨器，以提高其穩(wěn)定性，然后通過P4和P10分別輸入兩個反相運算放大器從而得到正的電壓（及閾電壓）。同時，下甄別閾運算放大器的輸出電壓經(jīng)過R10和R7輸入上甄別閾的同相端，這相當(dāng)于一個相加過程（即上甄別閾=下甄別閾+道寬）。圖3 參考電壓運算器圖4 上、下甄別閾2、上、下甄別器 如圖4所示，該電路板的上、下甄別閾由兩個相同的集成電路脈沖幅度分析器組成。上、下閾電壓由前面的參考電壓運算器提供，分別加到脈沖幅度分析器的同相端。當(dāng)輸入脈沖信號（由P7輸入）幅度超過上或下甄別器的閾壓時，該甄別器由高電平轉(zhuǎn)為低電平。3、反符合電路凡符合電路如圖5所示，該電路的作用是：實現(xiàn)單道脈沖幅度甄別器的功能（即只有輸入脈沖幅度在上、下甄別閾之間的時候才有輸出）。該電路可通過開關(guān)K1來分別實現(xiàn)微分輸出和積分輸出。圖5 反符合電路4、單道脈沖幅度分析器反符合原理該單道脈沖幅度分析器反符合電路的原理圖如圖6所示。當(dāng)VinV下時，上、下兩個甄別器的輸出（P13、P14）都是高電平，下甄別器的輸出在P15點通過一個與非門后變成了低電平，這個低電平在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點的低電平；當(dāng)V下Vin V上時，可分析得到，最終P19為低電平。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，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有輸出。三、實驗內(nèi)容及步驟1. 按照電路的原理圖（圖7）對照實驗電路板，熟悉調(diào)節(jié)的元器件和觀察點的位置；2. 按要求連接實驗電路；3. 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，輸出5 kHz三角脈沖，接入Vin端；4. 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器RW2、RW3，使得上甄別閥V上= 4V，下甄別閥V下 =2V；5. 由小到大調(diào)節(jié)輸入信號幅度，分別調(diào)節(jié)至下列三種狀態(tài)：VinV下，V下Vin V上然后觀察P13、P14 .P19 各點波形的特征和變化，并做記錄；6. 觀察ADD與RST的計數(shù)特征，了解電路的復(fù)位過程。圖6 單道脈沖幅度分析器反符合原理四、實驗設(shè)備單道脈沖幅度分析器實驗板、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字示波器、信號發(fā)生器、萬用表、工具箱。五、實驗報告編寫要求1. 分別畫出三種狀態(tài)：VinV下，V下Vin V上各觀察點脈沖的波形；2. 分別對三種狀態(tài)：VinV下，V下Vin V上下各觀察點的脈沖進(jìn)行分析，并與實驗原理圖做比較，得出結(jié)果。六、實驗思考題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驗4 峰值保持器一、實驗?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序。二、實驗原理峰值保持器又稱為模擬展寬器，它主要用于把脈沖信號的峰頂展寬。在進(jìn)行能譜測量的時候，所測的是脈沖的峰頂幅度，但是探測器輸出信號經(jīng)放大成形后的脈沖信號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。這時必須由模擬展寬器將脈沖展寬，使脈沖的峰值保持一段時間，再送入后續(xù)電路。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，工作原理如圖1所示。在圖1中由一個二極管D和一個存貯電容CH構(gòu)成最簡單的峰值保持電路。輸入信號Vi通過二極管D向存貯電容CH充電，充到Vi的最大幅度值ViM。充電時間常數(shù)為(Ri+rD)CH。Ri為信號源內(nèi)阻，rD為二極管正向電阻。理想情況下，CH上保持ViM不變，如圖中虛線所示。但是，實際二極管的反向電阻rR不是無窮大，下一級存在一定的負(fù)載電阻，以及存貯電容CH也存在漏電，所以存貯電容上的電位Vc從ViM緩慢下降，如圖中實線所示。實際模擬展寬器電路只在脈沖峰頂被存貯電容CH上展寬到一定寬度后，就開始放電。實驗用電路板的放電形式如圖2所示。由于二極管存在非線性，其正向電阻rD是流過該管電路的函數(shù)。在輸入幅度不同條件下，rD是一變量，在校幅度范圍時變化更大。輸入幅度小，rD大，充電速度慢。為了加快充電速度，減小rD的非線性，可以用運算放大器使rD減小為rD/(1+A)。模擬展寬器用于保持信號的峰值，所以要求它具有線性電路的特性，如輸入信號幅度范圍、線性、穩(wěn)定性等。另外，模擬展寬器還有它的一些特有的指標(biāo)要求，如下垂速率、轉(zhuǎn)換速率等。1、模擬展寬電路實驗電路板的模擬展寬電路如圖3所示。輸入信號通過A3（隔離放大），進(jìn)入由二極管D1和電容CH組成的模擬展寬電路。二極管D2的作用是，當(dāng)輸入脈沖變成負(fù)脈沖時，該隔離放大器將變成跟隨器（即該電路只放大正脈沖，不放大負(fù)脈沖）。輸入信號在P4點得到展寬后將通過A4（跟隨器）輸出，同時這個輸出通過P6進(jìn)入到峰值判別電路中（電路圖中的A2）。圖3 模擬展寬電路2、控制電路控制電路用于控制和判別模擬展寬器的峰值，信號由P1輸入輸入之后，首先進(jìn)入P7，P7和P8經(jīng)過甄別器A1，用于判斷輸入信號數(shù)否為有用信號，RW1用于調(diào)節(jié)甄別器A1的甄別閾，輸入信號只有大于這個甄別閾才有輸出，此時輸出為一個高電平。該高電平進(jìn)入D觸發(fā)器U1A，作為時鐘信號（控制信號），由圖4可知U1A的初始狀態(tài)為5腳輸出低電平，6腳輸出高電平，當(dāng)CLK端有高電平輸入的時候，它就翻轉(zhuǎn)，此時6腳輸出低電平到模擬開關(guān)K2A，K2A就斷開；5腳輸出高電平到U1B的D端，U1B的初始狀態(tài)和U1A的一樣（開始時，8腳輸出高電平，9腳輸出低電平），從P6返回來輸入到A2（峰值判別）中信號經(jīng)過與輸入信號P11比較，一旦P6達(dá)到峰值，將使得A2的輸出由低電平變?yōu)楦唠娖剑涡盘栍蒔12輸入到U1B的CLK端作為控制信號。U1B的CLK端有高電平輸入時，該延時觸發(fā)器將翻轉(zhuǎn)（8腳變成低電平，9腳變成高電平），9腳的信號輸出到模擬開關(guān)K1A中作為開門信號，此時輸入信號的正半部分將不能通過P2進(jìn)入A3?？偟膩碚f，A1在電路中的作用是甄別過濾無用信號，使有用信號通過并作為D觸發(fā)器U1A的時鐘信號；A2的作用是將輸入與輸出做比較，判斷輸出信號是否已達(dá)到峰值，如果達(dá)到峰值將輸出一個控制信號到D觸發(fā)器U1B的CLK端。兩個觸發(fā)器輸出控制信號以控制模擬開關(guān)K1A和K2A的通斷。圖4 控制電路圖5 模擬開關(guān)3、模擬開關(guān)模擬開關(guān)如圖5所示，它具有高通低斷的特性（即高電平來的時候?qū)?，低電平來的時候斷開）。使用它可以完成對信號峰值的展寬。4、延時電路延時電路的主要作用是產(chǎn)生延時信號，用于控制D觸發(fā)器U1A和U1B使其在延時時間達(dá)到后翻轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)信號展寬寬度的控制。實驗中科通過調(diào)節(jié)RW2來調(diào)節(jié)延時時間。P20處的一排跳線開關(guān)用于實現(xiàn)自動、手動和外控的控制功能。該電路最終可輸出展寬后的信號、甄別信號和峰值達(dá)峰信號等信息。圖6 延時電路5、控制邏輯該電路的控制邏輯如圖7所示。在t0時刻沒有信號，模擬開關(guān)K1斷開，K2導(dǎo)通，控制電路處于等待狀態(tài)，此時輸出為0；t1時刻有信號輸入，并超過甄別器的甄別閾Vset，此時K1斷開，K2斷開，模擬展寬器開始充電，輸出等于輸入；t2時刻輸入信號到達(dá)最大值，此時K1導(dǎo)通，禁止下一個正向信號通過，K2斷開，模擬展寬器開始保持電容CH上的峰值，輸出等于最大值（峰值）；t3時刻展寬到一定寬度后，延時電路給出延時控制信號，此時K1斷開，K2導(dǎo)通，電路復(fù)位，開始下一個循環(huán)。圖7 控制邏輯三、實驗內(nèi)容在輸入端用信號發(fā)生器輸入一個窄脈沖，用示波器觀察輸入端各觀測點的波形變化情況，同時可以將峰值保持器的輸出信號輸入接到MCA板上，調(diào)節(jié)輸入的幅度，觀察經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后的變化。用萬用表對輸入電壓和輸出電壓進(jìn)行準(zhǔn)確測量。熟悉調(diào)節(jié)RW1可以改變Vset的大小，改變電路板上的JP跳線可以使得RST處于三種方式的復(fù)位情況，手動，自動，和控制信號，板上有對應(yīng)的注釋。四、實驗步驟1. 按照電路原理圖對照實驗電路板，熟悉調(diào)節(jié)的元器件和觀察點位置，并將JP跳線處于自動的位置上；2. 按要求接好峰值保持器實驗板，接通電源；3. 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器使其輸出為正三角波f在2-5KHz，幅度為3V，將信號發(fā)生器加到電路板上Vin端；4. 用示波器觀察P1-P14的波形輸出。五、實驗設(shè)備峰值保持器實驗板、信號發(fā)生器、示波器、萬用表、直流穩(wěn)壓電源、工具箱。六、實驗電路原理圖（圖8）七、實驗思考題簡述峰值保持器在核儀器中獲取信號后的作用，分析在該實驗中電路是如何進(jìn)行峰值保持的？圖8 峰值保持器電路實驗5 A/D轉(zhuǎn)換電路一、實驗?zāi)康?. 了解MCA實驗板的電路結(jié)構(gòu)和工作原理；2. 掌握A/D轉(zhuǎn)換的過程及原理，學(xué)會計算轉(zhuǎn)換結(jié)果；3. 熟悉LED管的解法和保護(hù)電路的設(shè)計。二、實驗原理幅度分析是指測量信號幅度的分布，即按信號幅度大小進(jìn)行分類計數(shù)。用于幅度分析的模數(shù)變換器是核電子學(xué)的重要內(nèi)容。A/D轉(zhuǎn)換就是將脈沖幅度變換成數(shù)字量，即按脈沖幅度大小進(jìn)行分類編碼，然后分別記入存貯器相應(yīng)的各個地址單元中，其工作原理如圖1。圖1 幅度-數(shù)字變換示意圖實驗用MCA電路板的A/D轉(zhuǎn)換器為逐次比較型模數(shù)變換器，與線性放電型模數(shù)變換器比較，它有變換速度快，易于做成集成電路芯片、功耗低和價格便宜等優(yōu)點。用逐次比較方法進(jìn)行模數(shù)變換域疊加單道分析器方法類似。在疊加單道分析器組成的多道分析器中，輸入信號Vi同時送到各個單道分析器中，Vi與各個單道分析器的閾電平進(jìn)行比較，當(dāng)幅度Vi處在某個單道閾電平范圍內(nèi)時就直接變換成相應(yīng)的數(shù)字量。這種方法在比較過程中，只要進(jìn)行一次比較久可以得到全部結(jié)果，又稱為并行變換方法。顯然，并行變換方法是速度最快的變換方法。但是在高道數(shù)時難于實現(xiàn)。如果用12個二進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)電平組成4096個標(biāo)準(zhǔn)電平，每一次比較為一個標(biāo)準(zhǔn)電平，逐次進(jìn)行比較，可構(gòu)成4096道逐次比較型模數(shù)變換器。這種方法稱為逐次比較法或串行變換方法。逐次比較型模數(shù)變換器利用二進(jìn)制的標(biāo)準(zhǔn)電平與輸入信號做比較。第一次比較時，取標(biāo)準(zhǔn)電平為滿量程的一半；若標(biāo)準(zhǔn)電平小于信號幅度，則標(biāo)準(zhǔn)電平保存下來，進(jìn)行第二次比較。第二次比較的標(biāo)準(zhǔn)電平為上次標(biāo)準(zhǔn)加滿量程的四分之一標(biāo)準(zhǔn)電平，若小于信號幅度，第二次標(biāo)準(zhǔn)電平通用保存下來（若標(biāo)準(zhǔn)電平大于信號幅度則不保存），進(jìn)行第三次比較，依此類推，直到所有標(biāo)準(zhǔn)電平取出來比較完全才結(jié)束。圖2給出了12位逐次比較型模數(shù)變換器的原理框圖。圖2 12位逐次比較型模數(shù)變換器原理框圖1、 A/D模數(shù)變換器 實驗用A/D模數(shù)變換器有2種，分別是AD1674和AD574，它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相差不大。AD1674是美國AD公司推出的一種完整的12位并行模/數(shù)轉(zhuǎn)換單片。該芯片內(nèi)部自帶采樣保持器(SHA)、10伏基準(zhǔn)電壓源、時鐘源以及可和微處理器總線直接接口的暫存/三態(tài)輸出緩沖器。與原有同系列的AD574A/674A相比，AD1674的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊，集成度更高，工作性能（尤其是高低溫穩(wěn)定性）也更好，而且可以使設(shè)計板面積大大減小，因而可降低成本并提高系統(tǒng)的可靠性。(1) AD1674/AD574的基本特點和參數(shù) 帶有內(nèi)部采樣保持的完全12位逐次逼近（SAR）型模/數(shù)轉(zhuǎn)換器； 采樣頻率為100kHz； 轉(zhuǎn)換時間為10s； 具有1/2LSB的積分非線性（INL）以及12位無漏碼的差分非線性（DNL）； 滿量程校準(zhǔn)誤差為0.125%； 內(nèi)有+10V基準(zhǔn)電源，也可使用外部基準(zhǔn)源； 四種單極或雙極電壓輸入范圍分別為5V，10V，0V10V和0V20V； 數(shù)據(jù)可并行輸出，采用8/12位可選微處理器總線接口； 內(nèi)部帶有防靜電保護(hù)裝置(ESD)，放電耐壓值可達(dá)4000V； 采用雙電源供電：模擬部分為12V/15V,數(shù)字部分為+5V； 采用28腳密封陶瓷DIP或SOIC封裝形式。 功耗低，僅為385mW。(2) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳說明圖3所示為AD1674的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，圖4所示為其引腳排列。AD1674的引腳按功能可分為邏輯控制端口、并行數(shù)據(jù)輸出端口、模擬信號輸入端口和電源端口四種類型。圖3 AD1674的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖圖4 AD1674引腳排列邏輯控制端口12/8：數(shù)據(jù)輸出位選擇輸入端。當(dāng)該端輸入為低時，數(shù)據(jù)輸出為雙8位字節(jié)；當(dāng)該端輸入為高時，數(shù)據(jù)輸出為單12位字節(jié)。CS：片選信號輸入端，低電平有效。R/C：讀/轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸入端。在完全控制模式下，輸入為高時為讀狀態(tài)；輸入為低時為轉(zhuǎn)換狀態(tài)；在獨立工作模式下，在輸入信號的下降沿時開始轉(zhuǎn)換。CE：操作使能端；輸入為高時，芯片開始進(jìn)行讀/轉(zhuǎn)換操作。A0：位尋址/短周期轉(zhuǎn)換選擇輸入端。在轉(zhuǎn)換開始時，若A0為低，則進(jìn)行12位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；若A0為高，則進(jìn)行周期更短的8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；當(dāng)R/C=1且12/8=0時，若A0為低，則在高8位（DB4DB11）作數(shù)據(jù)輸出；若A0為高，則在DB0DB3和DB8DB11作數(shù)據(jù)輸出，而DB4DB7置零。STS：轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端。輸出為高時表明轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行；輸出為低時表明轉(zhuǎn)換結(jié)束。并行數(shù)據(jù)輸出端口DB11DB0：數(shù)字量輸出。在12位輸出格式下，DB11-DB8輸出數(shù)據(jù)的高4位；在8位輸出格式下，A0為低時也可輸出數(shù)據(jù)的高4位。模擬信號輸入端口10VIN：10V范圍輸入端，包括0V10V單極輸入或5V雙極輸入；20VIN：20V范圍輸入端，包括0V20V單極輸入或10V雙極輸入；應(yīng)當(dāng)注意的是：如果已選擇了其中一種作為輸入范圍，則另一種不得再連接合作。供電電源端口REF IN：基準(zhǔn)電壓輸入端，在10V基準(zhǔn)電源上接50電阻后連于此端。REF OUT：+10V基準(zhǔn)電壓輸出端。BIP OFF：雙極電壓偏移量調(diào)整端，該端在雙極輸入時可通過50電阻與REF OUT端相連；在單極輸入時接模擬地。VCC：+12V/+15V模擬供電輸入。VEE：-12V/-15V模擬供電輸入。VLOGIC：+5V邏輯供電輸入。AGND/DGND：模擬/數(shù)字接地端。表1 AD1674控制邏輯真值表CECSR/C12/8A0執(zhí) 行 操 作0無操作1無操作1000啟動12位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換1001啟動8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換1011允許12位并行輸出10110允許高8位并行輸出10101允許低4位并行輸出圖5 HC245引腳排列2、驅(qū)動器雖然A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出端口都有一定的帶負(fù)載能力，如果負(fù)載超過其負(fù)載能力，一般應(yīng)加驅(qū)動器。實驗MCA電路板在AD1674數(shù)據(jù)輸出端口后面加上了驅(qū)動器HC245。HC245又稱總線驅(qū)動器，是典型的TTL型三態(tài)緩沖門電路。也可以使用74HC244等其他電路，74HC244比74HC245多了鎖存器。DIR：為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用，DIR=“1”高電平時信號由“A”端輸入“B”端輸出，DIR=“0”低電平時信號由“B”端輸入“A”端輸出。29腳：“A”信號輸入輸出端，A0=B0A7=B7，A0與B0是一組，如果DIR=“1”，OE=“0”則A1輸入B1輸出，其它類同。如果DIR=“0”，OE=“0”則B1輸入A1輸出，其它類同。1118腳：“B”信號輸入輸出端，功能與“A”端一樣。OE：使能端，若該腳為“1”A/B端的信號將不導(dǎo)通，只有為“0”時A/B端才被啟用，該腳也就是起到開關(guān)的作用。GND：電源地。VCC：電源正極。三、實驗內(nèi)容及步驟實驗MCA板主要由AD1674(574)和幾個驅(qū)動電路及LED顯示組成，AD1674對串口信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。由于AD轉(zhuǎn)換采