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基于四层硅探测器的空间中子个人剂量计信号处理电路设计
1
作者 王玉禧龙 李玮 +5 位作者 侯志 焦听雨 秦茜 曹杰葳 杨子祥 王晓阳 《核电子学与探测技术》 北大核心 2026年第2期202-208,共7页
在空间环境中,中子对航天员的辐射损伤不容忽视,需采用中子个人剂量计对航天员所处环境的中子剂量进行实时监测。本研究基于四层硅探测器,设计了一种用于空间中子个人剂量当量监测的信号处理电路。在原有的三层硅探测器个人剂量计的基础... 在空间环境中,中子对航天员的辐射损伤不容忽视,需采用中子个人剂量计对航天员所处环境的中子剂量进行实时监测。本研究基于四层硅探测器,设计了一种用于空间中子个人剂量当量监测的信号处理电路。在原有的三层硅探测器个人剂量计的基础上,新增一层反符合层以消除高能质子引起的假计数,同时对原有的电子学插件进行集成化与小型化改进。信号处理电路由调理电路与分析电路构成,可监测个人中子剂量当量并获取入射粒子的脉冲幅度谱。本文介绍了电路结构与工作原理,并分别以信号发生器和中子源作为输入测量了信号处理电路的输出信号,实验结果表明,该电路有望实现空间高能质子干扰下的中子个人剂量监测。 展开更多
关键词 空间剂量监测 中子剂量监测 个人剂量计 信号处理电路
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核电厂燃料在线监测系统全能段探测效率模拟计算
2
作者 李佳根 李鹏 +5 位作者 曹新 曾源 何伟华 李肖宁 楚建伟 葛川宁 《核电子学与探测技术》 北大核心 2026年第1期122-126,共5页
本研究采用蒙特卡罗(MC)模拟法与实验验证相结合的方法,建立了核电厂燃料在线监测系统全能段探测效率计算方法,并提出基于能区特性的不确定度分层分析模型。针对有源刻度源能量覆盖不足的难题,提出优化探测器参数与引入效率调节门缝宽... 本研究采用蒙特卡罗(MC)模拟法与实验验证相结合的方法,建立了核电厂燃料在线监测系统全能段探测效率计算方法,并提出基于能区特性的不确定度分层分析模型。针对有源刻度源能量覆盖不足的难题,提出优化探测器参数与引入效率调节门缝宽动态修正机制的解决方案,重点分析了高能区在窄缝条件下因准直器视野外高能γ射线穿透屏蔽导致的效率“鼓包”现象及其物理机理。同时,研究了低/高能区无实测数据时的合成不确定度估算方法,实现了低能区、中能区及高能区效率不确定度的系统性量化。实验结果表明,该系统对16N核素能谱响应与模拟结果一致,验证了该方法在宽能域活度监测中的工程适用性,可为燃料包壳破损的精准诊断与核电厂安全运行提供技术支撑。 展开更多
关键词 核电厂 燃料 在线监测 蒙特卡罗 绝对探测效率 不确定度
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基于FPGA的实时核信号堆积分离算法实现及验证
3
作者 唐超 周文雄 +5 位作者 童腾 张传文 李道武 黄润之 潘良明 魏龙 《核技术》 北大核心 2025年第8期52-62,共11页
在核探测中,随着实验研究的深入,探测器信号的计数率越来越高。然而,高计数率下的核信号堆积问题会影响后续数据分析的效率和精度,因此需要对堆积信号进行处理。目前常用的解决方法是采用堆积识别判弃,但此方法会造成计数的丢失,在一些... 在核探测中,随着实验研究的深入,探测器信号的计数率越来越高。然而,高计数率下的核信号堆积问题会影响后续数据分析的效率和精度,因此需要对堆积信号进行处理。目前常用的解决方法是采用堆积识别判弃,但此方法会造成计数的丢失,在一些定时分析等应用中存在局限性。本文提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的实时堆积分离算法,通过对原始信号进行快/慢成形处理,快成形采用三角成形方法,用于获取核信号的到达时间,以确定是否发生堆积;慢成形采用梯形成形方法,用于提取核信号的能量信息,同时借助梯形信号对称上升/下降沿特征,根据叠加原理和堆积发生时间点分离堆积信号,提升系统计数性能,其算法简单且计算量小,利于在FPGA内中实现。在仿真测试实验中,所提算法在保证分离准确度前提下计数率有效提高4%~26.5%,在放射源实验中,所提算法在所测试计数率范围内,计数率有效提高6.8%~13.5%,为高计数率环境下堆积信号处理提供了新的分离方法。 展开更多
关键词 核信号堆积 高计数率 梯形成形 堆积分离 FPGA
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基于权重的梯形脉冲幅度提取方法研究
4
作者 唐祖航 刘易 +3 位作者 贾通慧 王博 陶泓宇 竹涛 《核电子学与探测技术》 北大核心 2026年第2期196-201,共6页
在高计数率情况下,为有效提升能量分辨率,本文提出了一种基于权重的梯形脉冲幅度提取方法。该方法以梯形脉冲为基础,在提取脉冲幅度时加入权重因子,降低梯形脉冲平顶上冲及两端落差的影响,提高幅度提取准确性。为便于FPGA进行运算,选取... 在高计数率情况下,为有效提升能量分辨率,本文提出了一种基于权重的梯形脉冲幅度提取方法。该方法以梯形脉冲为基础,在提取脉冲幅度时加入权重因子,降低梯形脉冲平顶上冲及两端落差的影响,提高幅度提取准确性。为便于FPGA进行运算,选取权重因子为2^(-k)。仿真结果表明,权重幅度提取方法相较于直接取梯形平顶最大值或平均值的方法,更接近原始脉冲幅度;在仿真验证的基础上进行实测,将X光管的管压设置为20 kV,光管工作电流设置为73.6μA,通过14位20 MHz的ADC对Fast-SDD探测器输出信号进行采集,梯形成形参数设置为n_(a)=10,n_(b)=20,n_(c)=30时,对比实测能谱信息发现:在相同的计数率下,权重幅度提取法进行脉冲幅度提取所得的能谱有更好的能量分辨率,FWHM=158 eV@8.04 keV。 展开更多
关键词 核脉冲信号 冲激成形 梯形脉冲 权重幅度提取方法 能量分辨率
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一种提高EDXRF分析仪能谱测量稳定性的方法与技术
5
作者 江锐东 翟娟 +2 位作者 赖万昌 曾勇 秦检丽 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第S1期554-558,共5页
在能量色散X射线荧光(EDXRF)分析仪的探测器电致冷系统中,一般采用恒流源温控方式或开关式温控方式,它们不可避免地引入周期性的开关噪声干扰、因环境温度变化或探测器热负载变化而导致的电致冷温度变化,最终导致系统能量分辨率变差和... 在能量色散X射线荧光(EDXRF)分析仪的探测器电致冷系统中,一般采用恒流源温控方式或开关式温控方式,它们不可避免地引入周期性的开关噪声干扰、因环境温度变化或探测器热负载变化而导致的电致冷温度变化,最终导致系统能量分辨率变差和谱漂。为了提高系统分辨率与稳定性,提出了一种PID电流源温控与数字基线恢复的联合控制模式,通过PID算法控制电流源给半导体致冷器(TEC)平滑供电,实现对硅漂移探测器(SDD)致冷温度的平滑调节和连续稳定,降低电源开关噪声和环境温度变化对探测器的影响;在FPGA内集成基线估计与动态恢复算法,抑制信号基线变化。实验结果表明,在相同条件下测量Mn-K_(α)峰能谱,联合控制模式的能量分辨率(FWHM)达到128 eV,比恒流源模式降低了4 eV;8 h连续测量实验中,联合控制模式下Mn-K_(α)峰的峰位漂移在2道(对4096道MCA)以内,显著优于恒流源模式。因此,联合控制模式有效降低了开关噪声干扰和环境温度变化的影响,提高了EDXRF分析仪的稳定性,为提高EDXRF分析精度提供了可靠保障。 展开更多
关键词 EDXRF分析仪稳定性 电致冷探测器 谱线漂移 基线恢复
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钠冷快堆功率量程测量装置设计
6
作者 黄有骏 李丹 +3 位作者 单伟 李昆 高志宇 刘耀隆 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第9期1361-1367,共7页
本文设计了一种用于快堆的功率量程测量装置,开发了高分辨率线性微电流放大技术、快堆环境噪声抑制技术和基于物理模型的中子的噪声修正技术,通过实验室和实堆验证,成功实现了快堆功率量程通道信号测量,保证了我国首个商用钠冷快堆的顺... 本文设计了一种用于快堆的功率量程测量装置,开发了高分辨率线性微电流放大技术、快堆环境噪声抑制技术和基于物理模型的中子的噪声修正技术,通过实验室和实堆验证,成功实现了快堆功率量程通道信号测量,保证了我国首个商用钠冷快堆的顺利运行。 展开更多
关键词 钠冷快堆 功率量程通道 微电流
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基于便携式定向剂量当量率仪的I-F变换电路设计
7
作者 李英帼 李胤 +3 位作者 陈双强 崔伟 王弘昱 韦应靖 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第5期674-679,共6页
设计了基于便携式定向剂量当量率仪的I-F(电流-频率)变换电路,主要研究由辐射产生弱电流信号的转换和处理,用以精确测量剂量当量率。实验结果表明,该电路具有好于99%的线性度和相对实验标准差σ=0.002%的稳定性,对β辐射平均能量在200 k... 设计了基于便携式定向剂量当量率仪的I-F(电流-频率)变换电路,主要研究由辐射产生弱电流信号的转换和处理,用以精确测量剂量当量率。实验结果表明,该电路具有好于99%的线性度和相对实验标准差σ=0.002%的稳定性,对β辐射平均能量在200 keV~800 keV内,能量响应变化应在-29%~+67%。辐射能量180 keV~2.27 MeV,能量响应在-24%~+15%;在γ场中测试对光子响应时间均在3.7 s~4.3 s之间,并在实际应用中验证了其准确性和可靠性,均符合GB/T 4835.1-2012相关要求。本研究为便携式定向剂量当量率仪的设计提供了有效方案和参考。 展开更多
关键词 弱电流 电容积分器 I/F变换
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基于改进加权聚类多特征融合的X射线图像识别研究
8
作者 许玉婷 王强 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第2期212-220,共9页
禁限类物品X射线图像的智能识别在维护安全方面具有重要意义,本文开展了小样本X射线图像智能识别技术研究。首先,提取了物品的傅里叶描述子(FD)、几何参数和不变矩作为原始特征。接着,提出了改进综合评价指标和加权聚类多特征融合方法,... 禁限类物品X射线图像的智能识别在维护安全方面具有重要意义,本文开展了小样本X射线图像智能识别技术研究。首先,提取了物品的傅里叶描述子(FD)、几何参数和不变矩作为原始特征。接着,提出了改进综合评价指标和加权聚类多特征融合方法,并对可调参数进行了理论和实验分析。最后,提出了基于改进加权聚类多特征融合和支持向量机的X射线图像识别方法。实验结果表明,改进综合评价指标的可调参数可以根据不同的识别目的和场景进行调整,实现识别最优化。对实际场景下的枪支和刀具X射线图像进行识别,准确率、召回率均在90%以上,虚警率低于10%,与其他识别方法相比,准确率高出9.67%,召回率高出25%。因此,本文提出的改进加权聚类多特征融合是一种有效的特征优化方法,基于改进加权聚类多特征融合和支持向量机的识别方法具备有效性、实时性和适用性的优点,该方法提供了一种X射线图像智能识别的关键技术。 展开更多
关键词 X射线成像 智能识别 综合评价指标 多特征融合 支持向量机
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蒙特卡罗方法计算用于低能光子测量的高纯锗探测器的效率 被引量：27
9
作者 张斌全 马吉增 +2 位作者 程建平 刘立业 毛永 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期274-277,共4页
在内照射活体测量中,为了用蒙特卡罗方法计算探测器对光子尤其是低能光子的探测效率,需要对探测器准确建模。通过使用蒙特卡罗模拟计算和实验测量相结合的方法来准确确定低能光子高纯锗探测器晶体的死层厚度、半径和长度;结果表明使用... 在内照射活体测量中,为了用蒙特卡罗方法计算探测器对光子尤其是低能光子的探测效率,需要对探测器准确建模。通过使用蒙特卡罗模拟计算和实验测量相结合的方法来准确确定低能光子高纯锗探测器晶体的死层厚度、半径和长度;结果表明使用此方法确定的晶体尺寸来模拟计算探测器效率,在17.5～662keV光子能量范围内,低能光子高纯锗探测器探测效率的模拟计算结果与实验结果比较,相对偏差平均小于1.0%,最大为3.2%。 展开更多
关键词 高纯锗探测器 蒙特卡罗方法 光子 低能 探测效率 模拟计算 活体测量 实验测量 晶体尺寸 能量范围 结果比较 计算结果 相对偏差 内照射 死层
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Geant4在核技术领域的应用 被引量：21
10
作者 曾志 李君利 +1 位作者 程建平 邱睿 《同位素》 CAS 北大核心 2005年第1期55-58,共4页
Geant4是欧洲核子中心主导开发的一套用于MonteCarlo模拟的开发程序包。本工作通过几个计算实例介绍了Geant4程序在核技术领域中的应用,表明Geant4不仅能够用于高能物理模拟,同时也可以应用于核技术领域的其他方面。
关键词 GEANT4 蒙特卡罗(Monte Carlo) 核技术应用
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基于C8051F020单片机的高性能多路定标器的研制 被引量：5
11
作者 黄顺 赵修良 +3 位作者 赵艳辉 谢菊英 俞红 张美琴 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期379-383,共5页
采用扩展计数容量的软件计数方法、软件滤波抗干扰措施及修正晶振振荡偏差的软件定时补偿方法,使用C8051F020单片机和INTEL8254-2计数器芯片,设计了一个16路的多路定标器。测试结果表明,该多路定标器定时准确度高、抗干扰能力强,而且性... 采用扩展计数容量的软件计数方法、软件滤波抗干扰措施及修正晶振振荡偏差的软件定时补偿方法,使用C8051F020单片机和INTEL8254-2计数器芯片,设计了一个16路的多路定标器。测试结果表明,该多路定标器定时准确度高、抗干扰能力强,而且性能稳定,多路定标器的计数容量最高达248–1(约2.8×1014)、最高计数率大于1×107 s-1,这些主要技术性能都优于同类产品。 展开更多
关键词 INTEL8254-2 C8051F020 计数容量 最高计数率 软件滤波
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数字化多道脉冲幅度分析器调理电路设计 被引量：9
12
作者 梁卫平 胡颖睿 +1 位作者 肖无云 李京伦 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期462-465,共4页
介绍了一种适用于数字化多道脉冲幅度分析器(DMCA)的调理电路。该电路具有宽带、高速、抗干扰能力强、参数动态可调等特性。实验表明,该电路能够有效抑制噪声,提高ADC有效位数,可以满足数字化多道脉冲幅度分析系统的需求。
关键词 数字化多道脉冲幅度分析 调理电路 极零相消 梯形滤波
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数字核谱仪系统中脉冲幅度提取方法研究 被引量：8
13
作者 张怀强 汤彬 吴和喜 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期71-75,共5页
数字核谱仪系统中脉冲幅度提取的准确性与实时性直接影响到系统的能量分辨率与脉冲通过率。本文对高速ADC采样后的数字核信号脉冲幅度提取方法进行研究,将幅度提取方法按直接比较法、曲线拟合法与滤波成形法的工作原理展开讨论。采用上... 数字核谱仪系统中脉冲幅度提取的准确性与实时性直接影响到系统的能量分辨率与脉冲通过率。本文对高速ADC采样后的数字核信号脉冲幅度提取方法进行研究,将幅度提取方法按直接比较法、曲线拟合法与滤波成形法的工作原理展开讨论。采用上述三种方法对实际采样的数字核信号进行脉冲幅度提取,在40 MHz的采样频率下,分别采用曲线拟合法与滤波成形法对脉冲幅度进行提取,得到各自的能谱。通过理论分析,实验比较与测试,综合能量分辨率与脉冲计数率的性能,得到最佳的脉冲幅度提取方法为滤波成形法。 展开更多
关键词 数字核谱仪 脉冲幅度提取 直接比较法 曲线拟合法 滤波成形法
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C8051F020 MCU在核谱测量系统中的应用研究 被引量：9
14
作者 周建斌 周蓉生 黄锦华 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期515-518,共4页
利用高性能的C 8051F 020单片机设计了一种核谱测量系统,系统与微机连接实现了谱数据的实时采集。直接利用C 8051F 020已经封装的一个12位的100kH z的逐次逼近型ADC,两路12位的电压型DAC中的一路,片上的4k字节XRAM,加上过峰检测电路构... 利用高性能的C 8051F 020单片机设计了一种核谱测量系统,系统与微机连接实现了谱数据的实时采集。直接利用C 8051F 020已经封装的一个12位的100kH z的逐次逼近型ADC,两路12位的电压型DAC中的一路,片上的4k字节XRAM,加上过峰检测电路构成多道分析系统。利用C 8051F 020上ADC 0的差分输入,一路为输入信号,一路为DAC 0的输出,实现滑尺,可以明显地改善测量谱仪的微分非线性。用N aI(T l)探测器的信号作测试,实测了137C s的谱图。 展开更多
关键词 滑尺 核谱测量 C8051F020 微分非线性 死时间
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基于ARM的软件延迟符合法氡同位素分辨测量实验系统研制 被引量：6
15
作者 颜拥军 周剑良 +1 位作者 杨彬 丘寿康 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1527-1531,共5页
本文探讨了一种基于嵌入式系统的软件延迟符合分辨测量氡同位素技术,建立基于ARM嵌入式微处理器试验装置,记录核脉冲序列的时序信息,利用氡同位素的短寿命子体钋半衰期不同的特性,用一种软件延迟符合测量法分辨测量了219 Rn和220 Rn源... 本文探讨了一种基于嵌入式系统的软件延迟符合分辨测量氡同位素技术,建立基于ARM嵌入式微处理器试验装置,记录核脉冲序列的时序信息,利用氡同位素的短寿命子体钋半衰期不同的特性,用一种软件延迟符合测量法分辨测量了219 Rn和220 Rn源。实验结果表明,软件延迟符合系统能分辨测量低水平219 Rn和220 Rn,操作简便,达到了设计目的。 展开更多
关键词 氡同位素测量 延迟符合测量 ARM
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软件延迟符合法测量低活度^(220)Rn的实验研究 被引量：5
16
作者 颜拥军 邓阳源 +1 位作者 赖伟 丘寿康 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期254-258,共5页
介绍了软件延迟符合分辨测量氡同位素的基本原理及相应的计算公式,并构建了软件延迟符合实验装置,对低活度220Rn源进行测量,与RAD7连续测氡仪进行了比对实验。实验结果显示,本底计数率为2～4 cpm时,延迟符合实验装置能够分辨测量衰变率... 介绍了软件延迟符合分辨测量氡同位素的基本原理及相应的计算公式,并构建了软件延迟符合实验装置,对低活度220Rn源进行测量,与RAD7连续测氡仪进行了比对实验。实验结果显示,本底计数率为2～4 cpm时,延迟符合实验装置能够分辨测量衰变率为3～18 dpm的220Rn样,其测量结果与RAD7测量值偏差均在±8%以内。实验结果表明,软件延迟符合法能够在含有222Rn的环境中分辨并测量出低水平220Rn。 展开更多
关键词 软件延迟符合法 低活度220Rn 分辨测量 比对实验
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基于80C31单片机的核脉冲幅度采集简化系统 被引量：9
17
作者 赵修良 屈国普 +1 位作者 郭兰英 张松柏 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期236-248,共13页
简单介绍了一种由微分过零比较峰值检测电路、集成采样保持器、模数转换器和８０Ｃ３１单片机组成的简易多道核脉冲幅度信号采集系统。
关键词 核脉冲幅度采集 单片机 简化系统 电路
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一种超长时间的峰值保持器 被引量：4
18
作者 李东仓 杨磊 +2 位作者 祁中 李逢伟 李德源 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期132-134,141,共4页
针对高压脉冲试验或老化设备中高压脉冲峰值电压和峰值电流测量的需要,设计了一种两级脉冲电压峰值保持器电路.该电路兼顾了适应快速脉冲前沿(约100 ns)和超长时间保持(约10 s)两方面的性能要求,可以实现超长时间的快速峰值电压保持.实... 针对高压脉冲试验或老化设备中高压脉冲峰值电压和峰值电流测量的需要,设计了一种两级脉冲电压峰值保持器电路.该电路兼顾了适应快速脉冲前沿(约100 ns)和超长时间保持(约10 s)两方面的性能要求,可以实现超长时间的快速峰值电压保持.实验结果表明,该电路可以获得长时间的峰值保持,满足后续慢速测量电路如数码显示表头、工业PLC模拟量输入模块等的需要,替代高性能数字示波器的测量功能。 展开更多
关键词 电压脉冲 峰值保持器 长时间
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基于嵌入式FPGA的数字化便携式LaBr_3(Ce)γ谱仪 被引量：5
19
作者 胡颖睿 肖无云 +1 位作者 梁卫平 李京伦 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期928-931,976,共5页
介绍了一种采用嵌入式FPGA完成数字梯形滤波成形等核脉冲数字信号处理,NIOSII软核完成数字稳谱、核素识别等数据处理的4K道数字化便携式LaBr3(Ce)谱仪。测试表明,该数字化谱仪的能谱分辨率小于3%,最大脉冲通过率可达200 kcps以上。
关键词 嵌入式现场可编程门阵列 梯形滤波成形 数字稳谱 NIOSII软核 LaBr3(Ce)
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低死时间单道脉冲幅度分析器的设计与仿真 被引量：5
20
作者 赵修良 张嘉月 +2 位作者 吴荣燕 刘丽艳 彭文斌 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期624-628,共5页
死时间是单道脉冲幅度分析器重要性能指标之一,特别是在高计数率条件下,该指标对单道系统的影响尤为明显。针对这一问题设计了一个单道电路,采用了新的逻辑控制电路设计思路,从很大程度降低了传统单道逻辑电路的死时间。用Multisim仿真... 死时间是单道脉冲幅度分析器重要性能指标之一,特别是在高计数率条件下,该指标对单道系统的影响尤为明显。针对这一问题设计了一个单道电路,采用了新的逻辑控制电路设计思路,从很大程度降低了传统单道逻辑电路的死时间。用Multisim仿真软件对该电路进行仿真,仿真结果表明其在高频输入信号下工作状态良好。 展开更多
关键词 单道脉冲幅度分析器 低死时间 高计数率
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