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本文介绍了核能谱获取电路设计及仿真技术的概况,并且主要介绍了利用OrCAD PSpice仿真功能进行的核能谱虚拟测量实验。实验采用OrCAD9.2电路设计软件设计了核能谱获取电路的几个主要部分:前置放大器、成形放大器(主放大器)和单道脉冲幅度分析器。利用C++程序产生虚拟的核探测器信号,信号经过放大电路的放大、成形以及单道脉冲幅度分析器的甄别、反符合电路,得到相应阈值和道宽下的计数脉冲,最后得到虚拟实验测量的能谱。整个虚拟实验基本再现了一个完整的核能谱测量过程,了解了核能谱获取电路各个模块的设计,通过OrCAD软件,可以了解任何一个元器件的改变对于最后输出结果的影响,在今后核能谱获取电路实际的设计、开发和改进工作中,这样的虚拟实验对于元器件的选择、电路的布线等能提供很好的参考意见。
此外,本文还特别讨论了放大电路的噪声问题,从放大电路的噪声模型着手,分析了前置放大器的各个参数以及成形放大器的成形时间对于放大电路的输入等效噪声的影响,理论计算的等效噪声谱能与PSpice噪声仿真的噪声谱较好的吻合,同时实际测量了实验室自制前置放大器和Ortec A250前置放大器在不同探测器电容和不同的主放大器成形时间下的噪声水平。通过对于放大电路噪声的理论分析、软件仿真以及实际测量,本文希望能对于今后的电路设计,尤其是低噪声电路的设计提供一些降低放大电路噪声的方法。