核电子学课程设计实验报告.docx

核电子学课程设计实验报告 核电子学与核仪器课程设计报告 Title: The Improvement of Single-channel Analyzer 课程设计题目：改进型单道脉冲幅度分析器 学生姓名：XXX 专业：核工程与核技术 学号：09XXXXXX 指导老师：覃国秀 二零一二年六月 一、设计时间： 2022.06.122022.6.28 二、设计地点 核电子学实验室和东华理工大学南区寝室 三、设计任务 以课本核电子学与核仪器中的理论知识及实验为基础，到网上和图书馆查找与该设计课题相关资料，找到该课题的相应的电路原理图，并对电路图进行设计，学习Protel2022软件，用Protel2022软件进行电路设计并实现PCB板的封装，最终得到PCB板。 四、设计目的 通过使用Protel2022对电路进行设计，对核电子学与核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。全面掌握单道脉冲幅度分析器各个模块电路原理的设计，实现电路设计与PCB设计的技术环节，最终得到单道脉冲幅度分析器的PCB板，从而在该课程设计过程中学会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Protel2022的使用方法； 2、掌握所画电路的工作原理； 3、掌握Protel2022电原理路图的设计； 4、基本掌握使用Protel2022进行PCB设计。 六、设计的原理及方法 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V表示，即：V = 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 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。 图5 反符合电路原理图图6 信号逻辑关系图 （五）电路原理图设计 图7 单道脉冲幅度分析器原理电路图 表1 元器件报表 七、设计步骤及对应成果 1、电路原理图的绘制 根据设计原理和电路原理图的设计步骤，使用Protel2022软件先绘制好设计原理图，如图7所示，经调试电路，再将最终生成的网络表导入到PCB板， 这将有利于PCB的设计，则生成网络表如图8所示。 图8 元器件网络表 2、PCB板的设计 PCB板设计是从电路原理图变成一个具体产品的必经之路。通常，PCB板设计的步骤如下：（1）规划电路板；（2）设置参数；（3）装入网络表；（4）元器件的布局；（5）自动布线；（6）手动布线。但在实际操作过程中装入元器件封装和网络表对PCB设计的是十分必要的。PCB设计的第一步是要从单道脉冲幅度分析器的电路原理图文件中导入设计数据，即将原理图文件中的有关信息引入到PCB 文件中，以便指导系统进行PCB板的设计。 数据的具体步骤如下： （1）在原理图编辑器中，选择菜单命令/，系统将自动弹出如图9所示的元器件状态对话框。 图9 的元器件状态对话框 （2）在对话框中单击按钮，观察状态栏中符号的 变化，如果所有的操作都有效，状态栏显示，说明网络表中没有错 误。对于出错的操作，状态栏显示，说明对应的操作出现问题。如检查没有错误后，并确保已经调入了所有需要用到的封装库，单击，执行导入操作。对于成功的操作，会在状态栏下显示图10所示。 图 10 检查状态对话框 （3）最后单击按钮，关闭对话框，所有的元器件将出现在PCB文件中，方便封装元器件的调用，如图11所示。 图 11自动生成封装元件对话框 然后放置元器件，布线，再进行调整和检查后进行布线，最终得到如图12所示的PCB板。 图12 单道脉冲幅度分析器的PCB板 单击中的即可看到如下图13、14和15所示的3D图形。 图13 PCB板3D正面图 图14 PCB板3D背面图