核仪器课程设计
题 目：单道脉冲幅度分析器设计与仿真
学生姓名：欧阳桂涛
班 级：090212班
学 号：********
指导教师：***
二零一二年六月
1
题目：单道脉冲幅度分析器的设计与仿真
时间：6月11日-6月28日
地点：南区寝室4321
设计任务：采用软件multisim进行单道脉冲幅度分析器的设
计与仿真，实现单道脉冲分析器的基本功能。
一、设计的目的与要求
（一）设计目的
1、通过Multisim的电路设计，学会应用Multisim进行电路设计与仿真；
2、对《核电子学与核辐射仪器》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；
3、全面掌握核电子学各模块电路的设计，实现设计、模拟仿真的技术环节，
提高分析问题解决问题的能力；
4、增强动手能力，培养严肃认真、一丝不苟、实事求是、不畏艰辛的工作
素质，为今后从事技术工作奠定坚实的基础。
（二）设计要求
1、掌握Multisim电子设计与仿真软件的使用方法；
2、掌握单道脉冲幅度分析器的工作机理；
3、完成使用Multisim对单道脉冲幅度分析器的电路设计与仿真；
4、通过仿真基本实现单道脉冲幅度分析器的功能。
二、设计方法与原理
（一）方法
1、熟悉单道脉冲幅度
分析器的主要部分有参考
电压运算器、上下甄别器、
反符合电路等几个部分组
成
2、分析工作过程，参
考电压运算器调节电压，
为后续上下甄别器提供上
下甄别电压界定，然后信
号经由上下甄别器完成我
们所关注的信号选取，再经过反符合电路将信号进行优化以得到所需要的合适的
信号脉冲波形。
（二）原理
1、基本原理框图右图
2
2、信号由v1进入，由上甄别器界
定甄别电压上阈值，由下甄别器甄别
下甄别阈值，当输入信号电压处于上
阈值和下阈值之间是，信号被接收，
然后继续向下传递，否则均不能进行进一步的传递，即后续电路没有波形的出现。
其基本原理可表示如右图：
3、参考电压运算器我们
采用如右图所示电路：
参考电压运算器是由上、
下两路运算放大器组成的加
法器及精密的参考电压源构
成。RW1和RW2用于调节输
入电压，通过调节RW1和
RW2调节单道脉冲幅度分析
器的下甄别阈和道宽。上、
下两路输入电压首先通过一个跟随器，以提高其稳定性，然后输入到两个反相运
算放大器从而得到正的电压（即阈电压）。同时，下甄别阈运算放大器的输出电
压经过R10和R7输入上甄别阈的同相端，这相当于一个相加过程（即上甄别阈
=下甄别阈+道宽）。
上、下甄别器如右图：
该电路板的上、下甄别阈由两个相同的比较器组成。
上、下阈电压由前面的参考电压运算器提供，分别加到
脉冲幅度分析器的同相端。当输入脉冲信号幅度超过上
或下甄别器的阈压时，该甄别
器由高电平转为低电平。
反符合电路如右图：
该电路的作用是：实现单道
脉冲幅度甄别器的功能（即只
有输入脉冲幅度在上、下甄别
阈之间的时候才有输出）。
3
三、设计步骤
1、安装并学习Multisim的使用；
2、通过查阅资料，充分熟悉单道脉冲幅度分析器的工作过程及其完成单道
分析功能的各部分电路基本要求，学习相关知识；
3、在基本掌握涉及的知识的基础之上，完成草图；
4、根据草图，在Multisim软件上进行软件电路图设计绘制；
5、完成基本绘制之后进行检查，尽可能避免线路连接错误；
6、进行仿真调试，逐步修改，直到基本实现单道要求的功能；
7、调试完成之后进行仿真性试验，分析波形脉冲情况，获得最终结果。
四、设计成果
（一）设计电路
经过设计，调试，最终获得如下Multisim软件电路图
（二）输入输出波形分析
1、经过调试发现将RW1设定在20%左右，RW2设定在80%左右，电压表
在P上位置测得电压为6V，在P下处测得电压为3V，此刻的电路性能较好，可以
基本满足单道脉冲分析的基本性能。
将输入电压在频率为5kHz的情况下将输入幅度逐V上调发现0~5VP7始终
没有脉冲出现，当到达6V是出现了脉冲，之后到11V又没有了，由此可见该情
况下的阈值范围应该是在5V~11V这一范围内。
当输入在5V及以下时P7点的输出波形如图
4
当输入在5V~11V之间时，波形如图
当大于等于11V时
由此可见，这一单道分析器基本实现分析功能了。
2、我们再分析除P7以外的P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6几个输出位置波
形情况
根据阈值情况我们选取2V、8V、15V几种情况进行波形分析，相应波形图
与三角波对照如下：
2V波形
5
8V波形
6
15V的波形为
7
我们对应分析每一种情况的第一个图即P0发现在前面两种情况中均没有波
形出现且始终处于高电平状态，后一种15V的状态则出现了脉冲情况，且发现
电平转换为低电平是是在指定的某一三角波电压处，由此可见，在该处即出现了
甄别情况。只有达到一定电压的时候才会出现电平翻转的情况，这是上甄别阈在
起作用。
分析第二个图是发现第二种情况和第三种情况均会有脉冲出现，同时发现电
平翻转位置对应的三角波电压较低，其实其中原因在于，P1点的脉冲输出有下
甄别阈控制，这样在下甄别阈的情况先就会出现电平翻转。
分析第P2、P3、P4、P5、P6的输出波形情况均发现第一种情况没有脉冲波
形的出现，其原因在于，一开始的时候P0、P1均没有波形的出现，而后续电路
都是处理该波的，初始状态没有的情况下，后续处理几乎是不起效果的。根据波
8
形情况和电路情况分析知道，P2的波形来源于P1经历略微展宽获得的，P3则
是由P2自身与非获得的，P4由P1和P3与非获得，P5是P0和P3经由RS触
发器获得，P6由P4和P5与非获得。因此相互之间在逻辑关系下进行影响。从
而最终达到在P6处的符合效果。完成单道功能。
3、除以上固定RW1、RW2 的情况分析外还做了调节RW1，RW2的分析。
事例调节RW1处于34%，RW2处于80%，此时P上电压为8.1V，P下为3V，然
后调节输入脉冲幅度，发现幅度在5V及以下、15V及以上是P7没有脉冲波形
的出现，在5V~15V的范围内则会出现脉冲波形，由此可见调整RW1是调节下
阈值，调节RW2是调节上阈值，这样我们固定下阈值，调高了上阈值，即有阈
值宽度增加了，从而会出现有波形输出时的输入幅度范围变大。
5、经过以上分析知道了该电路基本实现了单道脉冲幅度分析的功能，可以
设定阈值，道宽进行幅度甄别。但是其中不足之处在于不能够直接读出上下阈值。
可能选取的阈值测定点不对，或者电路还有某些不足。
五、设计心得
经过这次《核电子与核仪器》课程设计收获良多：
1、基本学会了Multisim软件的运用，了解到Multisim软件是一个在电子学
方面电路设计，电路模拟等方面功能强大的软件。有效使用Multisim软件可以
帮助我们完成很多不同的原理电路的设计、模拟、仿真，他可以与实际应用相结
合起来，有效节省电子学电路研究成本，为电子学的发展带去了生机。
2、通过设计当道脉冲幅度分析器，进一步巩固了相关的核电子学知识，使
自己在核电子学上有了进一步的提高。同时，通过这次设计性实验，认识到了自
己以前知识的匮乏，需要好好巩固提高，只有知识丰富，做事情才能顺风顺水。
3、设计性实验开拓了我的思维，让我明白只有沉得下心，只有肯埋头苦干，
只有坚持不懈，只有勤于研究和询问才能让自己不断提高，才能克服艰难险阻，
才能成功。
4、这次设计性实验给了我一个警示，那就是要埋头苦干，在以后的生活，
学习，工作中一定要发扬这一精神，因为只有这样，在不久的以后我才能够有所
成。