СОФИЙСКИ УНИВЕРСИТЕТ
ФИЗИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ
БЪЛГАРИЯ, СОФИЯ 1164
БУЛ. "ДЖЕЙМЗ БАУЧЪР" 5
ТЕЛ.: +359 2 622 446
ФАКС: + 359 2 962 5276, ТЕЛЕКС: 23296 SUKO BG
|
|
SOFIA UNIVERSITY
FACULTY OF PHYSICS
1164 SOFIA, BULGARIA
5 JAMES BOURCHIER ВLVD.
ТEL.: +359 2 622 446
FAX: +359 2 962 5276, TELEX: 23 296 SUKO BG
|
Утвърдена с Протокол на ФС N: …../ ……..
Декан:
/доц. д-р Д. Мърваков/
УЧЕБНА ПРОГРАМА
ПО ДИСЦИПЛИНАТА: Ядрена електроника
ВКЛЮЧЕНА В УЧЕБНИЯ ПЛАН НА СПЕЦИАЛНОСТ: Физика, Инж. Физика, ФМ, А М Г (избираем), ЯТЯЕ (задължителен)
СТЕПЕН НА ОБУЧЕНИЕ: бакалавърска
КРЕДИТИ (ECTS):7.5
КАТЕДРА: Атомна физика
ИЗВАДКИ ОТ УЧЕБНИЯ ПЛАН
Вид на занятията:
|
Семестър:
|
Хорариум-часа/
седмично:
|
Хорариум-часа
Общо:
| Лекции |
5/7
|
3
|
45
|
Семинарни упражнения
|
|
-
|
-
|
Практически упражнения
|
5/7
|
4
|
60
|
Общо часа:
|
|
7
|
105
|
Форма на контрол:
|
|
Тестове, дом. задачи, курсова задача, писмен изпит
|
|
А. АНОТАЦИЯ
Курсът разглежда специфичната област на електрониката, занимаваща се с получаването и обработката на електрическите сигнали от детекторите на йонизиращи лъчения, които се използват в експерименталната атомна и ядрена физика, физиката на високите енергии, а също и в други области. Целта на този курс е студентите, които имат интерес към експерименталната физика да получат знания по проблемите и принципите на изграждане на електронната апаратура за ядрени измервания и да придобият практически опит по сглобяване, диагностика и настройка на съответните електронни схеми. Лекционният материал и практическите упражнения са взаимно обвързани. Разглеждат се основните принципи и градивни блокове на целия тракт на усилване, предаване, формиране и преобразуване в цифров вид на сигналите. Студентите се запознават със системите за получаване на амплитудна и времева информация. Разглеждат се някои програмируеми логически схеми имащи широко приложение. В практическите упражнения студентите сглобяват върху универсални платки и изследват аналогови и цифрови вериги, отнасящи се до разглежданите теми, на базата на интегрални схеми и дискретни компоненти. Задачите се изпълняват последователно от всеки студент на самостоятелно работно място.
За записването на този курс е необходимо студентите предварително да са преминали общия курс по Основи на радиоелектрониката.
Б. СЪДЪРЖАНИЕ НА УЧЕБНАТА ПРОГРАМА:
Лекции
№
|
Тема, вид на занятието:
|
Брой часове
|
1.
|
Обобщена структура на ядрено-физичната апаратура. Кратък обзор и характеристики на детекторите на йонизиращи лъчения.
|
3
|
2.
|
Пресмятане на линейни електрически вериги. Преобразувание на Лаплас. Общи съображения по формиране на импулсите от детекторите.
|
3
|
3.
|
Амплитудно-честотни, фазово-честотни и преходни характеристики на 1,2- стъпални усилватели.
|
1
|
4.
|
Отрицателни обратни връзки (ООВ). Основни схеми.
|
2
|
5.
|
Амплитудно-честотни, фазово-честотни и преходни характеристики на усилвателите с ООВ.
|
1
|
6.
|
Формиране на импулсите от детекторите на йонизиращи лъчения чрез CR-RC вериги. Моделиране чрез числено решаване на диференциални уравнения.
|
4
|
7.
|
Формиране на импулсите от детекторите на йонизиращи лъчения чрез закъснителни линии. Стробиран интегратор (Gated Integrator).
|
1
|
8.
|
Шумове и разделителна способност. Отношение сигнал/шум. Оптимално филтриране.
|
1
|
9.
|
Зарядочувствителен предусилвател.
|
2
|
10.
|
Възстановители на постоянната съставна.
|
2
|
11.
|
Обща структура на линейния усилвател-формировател.
|
2
|
12.
|
Линейни схеми на пропускане. Аналогови запомнящи устройства.
|
3
|
13.
|
Схеми за привързване по време и схеми на съвпадения.
|
2
|
14.
|
Тригери: RS, JK, D. Вътрешна структура и свойства. Преброители на импулси – асинхронни и синхронни, двоични и двоично-десетични.
|
2
|
15.
|
Програмируеми логически схеми с висока степен на интеграция.
|
2
|
16.
|
Приложение на преброителите на импулси в експеримента. Броене на импулси в интервал от време. Многоканални преброители.
|
2
|
17.
|
Едноканални амплитудни анализатори.
|
2
|
18.
|
Аналогово-цифрови преобразуватели (АЦП): характеристики. АЦП с паралелно преобразуване. Метод на добавъчния импулс за намаляване на диференциалната нелинейност. Цифрово интегриране на импулсите.
|
2
|
19.
|
АЦП с поразрядно сравняване. Цифрово-аналогови преобразъватели, R-2R матрица. Метод на пълзящата скала за намаляване на диференциалната нелинейност. Профил на канала.
|
2
|
20.
|
АЦП с ампитудно-времева трансформация (тип Wilkinson).
|
2
|
21.
|
Измерване на интервали от време: време-амплитудни преобразуватели, хронотрони, нониусен метод.
|
2
|
22.
|
Многоканални амплитудни анализатори.
|
2
|
|
Общо:
|
45
|
Практически упражнения
№
|
Тема, вид на занятието:
|
Брой часове
|
1.
|
Уводно упражнение (инструктаж за безопасност, работа с апаратурата и елементната база на практикума, измерване на времеконстанти).
|
3
|
2.
|
Линеен импулсен усилвател и формировател на импулсите от детектора.
|
6
|
3.
|
Възстановители на постоянната съставна на сигнала.
|
4
|
4.
|
Активен интегратор с нулиране.
|
3
|
5.
|
Тригер на Шмит с операционен усилвател/компаратор и приложение.
|
4
|
6.
|
Моновибратори в интегрално изпълнение. Схема на съвпадения.
|
2
|
7.
|
Запомнящо устройство (върхов детектор) с операционен усилвател.
|
4
|
8.
|
Зарядочувствителен предусилвател с полеви транзистор на входа.
|
6
|
9.
|
Линейна схема на пропускане (аналогов ключ).
|
2
|
10.
|
Режектор на насложени импулси.
|
4
|
11.
|
Комбинационна логика. RS, D- тригери. Съгласуване на сигнали от цифровите стандарти TTL, CMOS, NIM, ECL.
|
4
|
12.
|
Предавателни линии. Разклонители.
|
4
|
13.
|
Асинхронни и синхронни преброители на импулси. Преместващи регистри.
|
6
|
14.
|
Фотоелектронен умножител в токов режим и в режим на броене на фотони.
|
4
|
15.
|
Йонизационна камера в токов и импулсен режим.
|
4
|
|
Общо
|
60
|
В. Формата на контрол е:
1. Основната форма на контрол е писменият тест/изпит. По време на курса се правят 3 писмени теста: в началото, в средата и в края на семестъра. Първият тест е по най-основни въпроси свързани с елекричните и магнитни явления, електрониката и атомната физика, според съдържанието на преминатите до момента общи задължителни кусове. Той е без оценка и се прави за получаване на представа как се владее основата нужна за разглеждане на темите в курса. Вторият и третият тест се оценяват и съдържат въпроси и задачи по материала разглеждан в лекциите, лабораторните упражнения и в задачите, които се дават текущо за домашна работа според програмата на настоящия курс. Оценките от тези два теста влизат в крайната оценка от изпита с по 10% тегло. Домашните задачи имат тегло 5%. Лабораторните упражнения са с тегло 20%. Курсът завършва с писмен изпит в тестова форма с тегло 40%. Тестовете се провеждат за определено време, без помагала и се оценяват пропорционално на набраните точки.
2. Курсова работа. В началото на семестъра студентите получават индивидуална курсова задача. Тя се изработва и представя до края на семестъра, като студентите се подпомагат с материали и консултации. Темата на задачата се избира от следните възможности: използване на числени методи и програмиране за моделиране на работата на дадена електрическа верига, изработване на електронен възел или част от модул, реферат по тема от областта на ядрената електроника. Оценката от курсовата работа влиза в крайната оценка от изпита с тегло 15%.
Г. Основна литература:
-
Selected topics in nuclear electronics (A technical document issued by IAEA, Vienna, 1986).
-
Ядерная электроника, А.П.Цитович, Москва, Энергоатомиздат 1984.
-
Nuclear electronics, P.W.Nicholson, John Wiley & Sons 1974.
-
Ядерная электроника, Е. Ковальский, Москва, Атомиздат 1972.
-
Записки по Ядрена електроника, проф. С.Орманджиев (ръкопис).
-
Лекции по Ядрена електроника, В.Ангелов.
-
Ядрена електроника, М.Маринов, М. Митев и А. Пенева, Техника, София 1991.
-
Задачи и упражнения по ядрена електроника, И. Русинов.
Д. Допълнителна литература:
-
Искусство схемотехники (в три тома), Хоровиц и Хилл, МИР 1993.
-
Електроника за експерименти и изследвания, Брайън Джоунс, Техника, София 1991.
-
Приложения на аналоговите интегрални схеми, Сидни Соклоф, Техника, София 1990.
-
Операционни усилватели, Джордж Клейтън и Брус Нюбай, Техника 1997.
-
Particle detectors, Claus Gruppen et al, University press, Cambridge 1996.
Съставил програмата:
Дата: 8.01.2008 г. / доц. д-р Илко Русинов/
Сподели с приятели: |