核电子学中的仪器标准课件

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1、核电子学中的仪器标准核电子学中的仪器标准1感谢你的观看2019年6月62感谢你的观看2019年6月6 机械和电气标准：机械和电气标准：核电子学信号处理设备的插插件化件化、标准化标准化，核电子学仪器在机箱、插件的机械结构机械结构、电源标准电源标准和信号电平信号电平等方面做出了规定。总线标准：总线标准：现代计算机技术在核电子学系统的应用，实现数据采集和处理系统的标准化数据采集和处理系统的标准化，在信息传输方式信息传输方式、信号传送的硬件和软件方面信号传送的硬件和软件方面定了标准。此处只涉及核科学和技术领域的总线技术3感谢你的观看2019年6月6核电子学中的仪器和总线标准核电子学中的仪器和总线标准

2、NIM(-GPIB)标准：CAMAC标准 FASTBUS 标准 VME-VXI标准 PCI-PXI标准 USB标准最早发展起来的核电子学标准，模拟仪器核电子学领域的专业总线，没能在其他领域得到推广工业界的通用总线，近年来广泛应用于核电子学领域4感谢你的观看2019年6月6NIM标准标准 Nuclear Instrument Module 最早提出的核电子学插件化的标准最早提出的核电子学插件化的标准。NIM标准是在计算机大量普及前制定的，因此，一般用于模用于模拟信号处理系统拟信号处理系统。目前，除了前置放大器前置放大器之外，所有进行模拟信号处理的设备以及模数变换、计数电路等设备，在国内外也都按N

3、IM标准设计和生产。NIM标准的确立大大提高了核电子学仪器的机械机械互换性互换性和电气互换性电气互换性。5感谢你的观看2019年6月6NIM机箱和插件结构机箱和插件结构 机箱和插件的机箱和插件的尺寸标准化尺寸标准化电源的标准化机箱：机箱：19英寸宽，英寸宽，7英寸高英寸高，可以容纳十二个单可以容纳十二个单倍倍宽的宽的NIM插件插件。6感谢你的观看2019年6月6NIM信号标准信号标准正逻辑标准：正逻辑标准：为电压信号，用在中低速逻辑电路中低速逻辑电路（dc到1MHz）。l电平标准 输出（必须送出）输入（必须反应）1 +4+12 V +3+12 V 0 +1-2 V +1.5-2Vl上升时间 1

4、0ns 100ns 宽度 0.11sl输入阻抗1k 输出阻抗 10 或50TTL Logic Signals Output Input (must deliver)(must respond to)Logic 1 +2.4 to+5 V +2 to+5 VLogic 0 0 to+0.4 V 0 to+0.8 V7感谢你的观看2019年6月6NIM信号标准信号标准快（负）逻辑标准：快（负）逻辑标准：为电流信号，流入阻抗为50的负载，用于高速逻辑电路高速逻辑电路中。l电流标准 输出（必须送出）输入（必须反应）1 -14-18 mA -12-36 mA 0 -1+1mA -4+4 mAl上升时间

5、2ns 10ns，宽度不重要，前沿触发（在ORTEC插件中信号的典型上升时间为2ns）。l输入阻抗、输出阻抗 50 *由于信号的快上升时间，在负的快逻辑信号处理中必须由于信号的快上升时间，在负的快逻辑信号处理中必须考虑电缆匹配的问题。考虑电缆匹配的问题。ECL Logic Signals Output(must deliver)Input(must respond to)High state 0.81 to 0.98 V(-0.9V)0.81 to 1.13 VLow state 1.63 to 1.95 V(-1.8V)1.48 to 1.95 V8感谢你的观看2019年6月6NIM信号标准

6、信号标准慢线性信号标准：慢线性信号标准：幅度：01V 或010V；上升时间：50ns；宽度：0.5100s；输入阻抗、输出阻抗无统一标准，现有插件（ORTEC）中一般为输入阻抗1k，输出阻抗一般有两种：前面板为1，后面板93快线性信号标准：快线性信号标准：幅度：0-1V，0-5V或 0-10V；上升时间：50ns；宽度：1s；输入阻抗50，输出阻抗很大或1。9感谢你的观看2019年6月6NIMGPIB标准标准 为了适应计算机技术的发展，1983年美国 NIM委员会公布了“NIM+数字数据总线标准数字数据总线标准”即NIMGPIB标准。是NIM仪器的数字化改良，依据这个新标准所生产的插件又叫CC

7、NIM Computer Controlled NIM。计算机通过GPIB总线来控制插件的工作，实现自动化测量和控制。10感谢你的观看2019年6月6NIM标准小结标准小结 最早最早的核电子学标准 机械标准机械标准：机箱和插件 电气标准电气标准：电源和信号 模拟设备标准模拟设备标准，数字改良标准NIM+GPIB。但这种CCNIM设备比较少。11感谢你的观看2019年6月6 随着计算机技术的发展和其在核电子学中的应用，为了实现数据采集和处理系统的标准化，当代的核电子学仪器除了在机箱、插件的机械结构、电机箱、插件的机械结构、电源标准和信号电平源标准和信号电平等方面做出了规定之外，还在信息传输方式、

8、信号传送的硬件和软件方面信息传输方式、信号传送的硬件和软件方面定了标准。这就是总线标准总线标准。12感谢你的观看2019年6月6CAMAC标准标准Computer Automated Measurement And Control 核电子学仪器中的第一代总线标准 规定了机箱和插件的机械尺寸机箱和插件的机械尺寸，供电方式供电方式和供电标供电标准准外，还在信息传输方式信息传输方式、信号传递的硬件和软件信号传递的硬件和软件方面也规定了标准。机械标准、电气标准、总线标准机械标准、电气标准、总线标准13感谢你的观看2019年6月6CAMAC 机箱机箱 数据路：数据路：86芯的印制板插座，提供了插件之间的

9、联系，包括电源线、数据线、控制线和状态线。14感谢你的观看2019年6月6CAMAC系统的组成系统的组成 由机箱机箱(Crate)和插件插件(Plug-in Module)组成，插件又分为一般功能组件一般功能组件(Module)和机箱控制器机箱控制器(Crate Controller)。一般功能插件实现一个独立的功能，用若干个插件可以组合成一个较复杂的系统。机箱控制器用来控制机箱内各插件的动作并提供CAMAC数据路与外部计算机之间的通讯接口功能。15感谢你的观看2019年6月6CAMAC系统的组成框图举例系统的组成框图举例 16感谢你的观看2019年6月6FASTBUS 总线标准向高速度、高度

10、灵活高速度、高度灵活方面发展，因此核电子学仪器又发展了新一代总线-快总线（FASTBUS），数据的速度比CAMAC大约快一个量级。“快总线”插件，电路采用ECL组件，功耗较大，机箱散热成了专门问题。17感谢你的观看2019年6月6核科技领域专用总线的退出核科技领域专用总线的退出 CAMAC总线和FASTBUS总线没有在其它领域得到推广，市场很小，因而不仅成本很高成本很高，而且兼兼容性、开放性、可靠性和可维护性等方面都存在容性、开放性、可靠性和可维护性等方面都存在问题问题。当今，在核科学和技术领域多采用工业界工业界的通用总线的通用总线。18感谢你的观看2019年6月6 VME计算机总线和在其基础

11、上发展的VMEBus模块化仪器总线 PCI计算机外围设备总线和在其基础上发展的PXI模块化仪器总线 USB计算机串行总线 工业通用总线在核科技领域的使用工业通用总线在核科技领域的使用19感谢你的观看2019年6月6VME总线总线 面向高性能微处理机高性能微处理机M68XXX开发的系统总线，起源于美国MOTOROLA公司。VME（VersaModule Eurocard）总线是一种通用的计算计算机总线机总线，经过多年的改造升级，基于VME系统的产品遍及了工业控制、军用系统、航空航天、交通运输和医疗等领域，在核电子和高能物理实验领域也已经广泛应用。1987年推出的VXIbus系统是一种用于模块化仪

12、器模块化仪器的总线系统。VXIbus系统具有模块式结构、高速数传、系统组建及使用灵活方便、易于充分发挥计算机效能和标准化程度高等诸多优点，得到迅速发展和推广。最大特点：改变了最大特点：改变了CAMAC和和FASTBUS通过控制器对总通过控制器对总线进行控制的方式，每个插件都可以对总线进行控制，解线进行控制的方式，每个插件都可以对总线进行控制，解决了大量数据输入输出的问题。决了大量数据输入输出的问题。20感谢你的观看2019年6月6VME 机箱机箱插件化96芯的插针式插座，提供了插件之间的联系，包括电源线、数据线、控制线和状态线21感谢你的观看2019年6月6VME 系统系统模拟设备NIM系统V

13、ME数据获取系统专用VME控制单板机22感谢你的观看2019年6月6 PCI总线：1993年，Intel公司，外围设备互连总线 （Peripheral Component Interconnect-PCI）1997年美国NI公司，PXI模块化仪器总线 USB串行总线：1995年，美国多家公司，高性能串行数据总线（Universal Serial Bus-USB）计算机和仪器设备等均配备了USB端口PCI总线和总线和USB总线总线23感谢你的观看2019年6月6核电子学中的仪器标准总结核电子学中的仪器标准总结 NIM(-GPIB)标准：CAMAC标准 FASTBUS 标准 VME-VXI标准 P

14、CI-PXI标准 USB标准最早发展起来的核电子学标准，模拟仪器核电子学领域的专业总线，没能在其他领域得到推广工业界的通用总线，近年来广泛应用于核电子学领域重点：重点：1.核电子学仪器标准在哪些方面提出了规范要求？核电子学仪器标准在哪些方面提出了规范要求？机械标准、电气标准和总线标准机械标准、电气标准和总线标准2.几种典型的标准几种典型的标准24感谢你的观看2019年6月6仪器的发展仪器的发展模拟仪器模拟仪器模数转换出模数转换出现，数字显现，数字显示仪器示仪器25感谢你的观看2019年6月6智能仪器智能仪器个人仪器个人仪器26感谢你的观看2019年6月6虚拟仪器虚拟仪器虚拟仪器的发展取决于三个重要因素。计算机是载体,软件是核心高质量的A/D采集卡及放大器是关键。27感谢你的观看2019年6月6网络化仪器28感谢你的观看2019年6月6实验课实验课 NaI（Tl）慢计数系统 半导体能谱仪系统 符合测量系统29感谢你的观看2019年6月6