复旦大学：《核电子学》课程PPT教学课件（Nuclear Electronics）09 核电子学中的通用标准和系统（仪器标准）

核电子学中的仪器标准

核电子学中的仪器标准

·机械和电气标准:核电子学信号处理设备的插 件化、标准化,核电子学仪器在机箱、插件的 机械结构、电源标准和信号电平等方面做出了 规定。 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,在 信息传输方式、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

• 机械和电气标准：核电子学信号处理设备的插 件化、标准化，核电子学仪器在机箱、插件的 机械结构、电源标准和信号电平等方面做出了 规定。 • 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，在 信息传输方式、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

核电子学中的仪器和总线标准 ·NM(GPB标准:最早发展起来的核电子学标准,模拟仪器 CAMAC标准核电子学领域的专业总线,没能在其他领 FASTBUS标准」域得到推广 VME∨标准 ·PC|-PX标准 工业界的通用总线,近年来广泛应用于 核电子学领域 USB标准

核电子学中的仪器和总线标准 • 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

NM标准 Nuclear Instrument module 最早提出的核电子学插件化的标准。NM标准是 在计算机大量普及前制定的,因此,一般用于模 拟信号处理系统 目前,除了前置放大器之外,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NM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 互换性和电气互换性

NIM标准 • Nuclear Instrument Module • 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 拟信号处理系统。 • 目前，除了前置放大器之外，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NIM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 互换性和电气互换性

NIM机箱和插件结构 En- Windows图片和传真查看 机箱和插件的 尺寸标准化 电源的 标准化 机箱:19英寸宽,7英寸高,可以容纳十二个单倍宽的NM插件

NIM机箱和插件结构 机箱和插件的 尺寸标准化 电源的 标准化 机箱：19英寸宽，7英寸高，可以容纳十二个单倍宽的NIM插件

NM信号标准 正逻辑标准:为电压信号,用在中低速逻辑电路(dc到 1MHz)。 电平标准 输出(必须送出)输入(必须反应) +4~+12V +3~+12V °0 +1~-2V +1.5~-2V 上升时间10ns~100ns宽度01~1us 输入阻抗1kg输出阻抗≤109或502 Output Input TTL Logic Signals (must deliver)(must respond to) Logic 1 +2. 4 to +5V +2 to +5 V ogic0 0 to +0.4V 0to+0.8V

NIM信号标准 正逻辑标准：为电压信号，用在中低速逻辑电路（dc到 1MHz）。 ⚫ 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~ -2V ⚫ 上升时间 10ns~ 100ns 宽度 0.1~1s ⚫ 输入阻抗1k 输出阻抗 10 或50 TTL Logic Signals Output Input (must deliver) (must respond to) Logic 1 +2.4 to +5 V +2 to +5 V Logic 0 0 to +0.4 V 0 to +0.8 V

NM信号标准 快(负)逻辑标准:为电流信号,流入阻抗为509的负载, 用于高速逻辑电路中 ●电流标准 输出(必须送出)输入(必须反应) 14~-18mA 12~-36mA 1~+1mA 4~+4mA 上升时间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) 输入阻抗、输出阻抗50g2 *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 ECL Logic signals Output(must deliver) Input(must respond to) High state-0.81t0-0.98V(-0.9)-0.81to-1.13V Low state-1.63to-1.95V(-1.8V)-148to-1.95V

NIM信号标准 快（负）逻辑标准：为电流信号，流入阻抗为50的负载， 用于高速逻辑电路中。 ⚫ 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 mA ⚫ 上升时间 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）。 ⚫ 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 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 V Low state –1.63 to –1.95 V(-1.8V) –1.48 to –1.95 V

NM信号标准 慢线性信号标准: 幅度:0~1V或0~10V; 上升时间:≥50ns; 宽度:05~100μs; ·输入阻抗、输出阻抗无统一标准,现有插件( ORTEO) 中一般为输入阻抗1kΩ,输出阻抗一般有两种:前面板 为<1g2,后面板932 快线性信号标准 幅度:0~-1V,0~-5V或0~-10V 上升时间:<50ns 宽度:<1us 输入阻抗50g,输出阻抗很大或<1g2

NIM信号标准 慢线性信号标准： • 幅度：0~1V 或0~10V； • 上升时间：50ns； • 宽度：0.5~100s； • 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： • 幅度：0~ -1V，0~ -5V或 0~ -10V； • 上升时间：<50ns； • 宽度：<1s； • 输入阻抗50，输出阻抗很大或<1

NIM+GPB标准 为了适应计算机技术的发展,1983年美国NM委 员会公布了“NM+数字数据总线标准”即NM 十GP|B标准。 是NM仪器的数字化改良,依据这个新标准所生 产的插件又叫ccNM" Computer Contro|ed NM"。计算机通过GPB总线来控制插件的工作, 实现自动化测量和控制

NIM＋GPIB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 ” 即NIM ＋GPIB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CCNIM " 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