核電子學(xué)及其進(jìn)展

核電子學(xué)方法第五章時(shí)間信息的分析

第五章時(shí)間信息的分析

§1概 述

§2 定時(shí)技術(shù)§3 符合電路§4

時(shí)間分析器§5 脈沖形狀甄別（PSD）

結(jié)束

§1.概 述時(shí)間信息分析所要解決的基本問題

時(shí)間信號的檢出

返回時(shí)間信息分析所要解決的基本問題時(shí)間間隔甄別時(shí)間間隔測量

返回時(shí)間間隔甄別時(shí)間間隔甄別應(yīng)用實(shí)例時(shí)間間隔甄別器的基本功能

返回時(shí)間間隔甄別應(yīng)用實(shí)例電子正電子對撞實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生μ+和μ-的事例探測器D1和探測器D2相距有幾十米以上，對稱排布，用來測定子。因?yàn)?和-的動(dòng)量相等，且對面碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，和飛行方向相反，飛行速度近似相同，從對撞點(diǎn)飛出，應(yīng)幾乎同時(shí)分別擊中D1和D2。隨著擊中D1和D2位置不同信號S1和S2產(chǎn)生時(shí)刻發(fā)生差別，如果最大時(shí)差值為5ns，那么S1和S2時(shí)間間隔小于5ns的事例應(yīng)該是+和-事例的的一個(gè)“候選”條件，這樣可以排斥掉很多本底事件。例如宇宙射線穿過探測器系統(tǒng)，D1和D2是先后被擊中，S1和S2的時(shí)間間隔將會(huì)大于5ns，不滿足此“候選”條件，應(yīng)該被排斥掉。需要用一個(gè)時(shí)間間隔甄別器來作為事例的選擇。返回

時(shí)間間隔甄別器的基本功能N個(gè)信號加入它的輸入端為

u1,u2….ui….uN-1,uN，它們分別在ti（i=1,2…N）時(shí)刻到達(dá)甄別器的輸入端，其中任意一對信號間的時(shí)間差都滿足：

-1

<ti－tj<

2(1,2>0）在輸出端產(chǎn)生邏輯信號輸出，只要有任意一對信號不滿足上述條件，將不產(chǎn)生輸出。經(jīng)常遇到的情況是處理二個(gè)輸入信號的符合電路，稱為二重符合電路。二個(gè)輸入信號到達(dá)的時(shí)間分別為t1和t2

，若滿足-1<t1－t2<2(1,2>0）在輸出端產(chǎn)生邏輯信號輸出，否則將不產(chǎn)生輸出。1＋2為其分辨時(shí)間。選擇1=2

=

，則分辨時(shí)間為2（或稱為符合時(shí)間窗寬）。具有這種功能的電路通常稱為符合電路，1＋2為其分辨時(shí)間。（也就是時(shí)間間隔閾值）。返回時(shí)間間隔測量時(shí)間間隔測量應(yīng)用實(shí)例時(shí)間分析器的基本功能

返回時(shí)間間隔測量應(yīng)用實(shí)例飛行時(shí)間計(jì)數(shù)器是在高能物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的探測器系統(tǒng)，用來測量帶電粒子的飛行時(shí)間，其主要功能是通過所測量粒子的飛行時(shí)間信息，結(jié)合其它探測器測得粒子的動(dòng)量和徑跡，從而辨別粒子的種類。測量探測器的信號和e+e-的作用發(fā)生時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，就可以測量到粒子的飛行時(shí)間信息。返回時(shí)間分析器的基本功能由時(shí)間間隔編碼器與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)組成的時(shí)間分析器，用來完成時(shí)間間隔測量。時(shí)間間隔編碼電路是時(shí)間間隔測量中關(guān)鍵部件，通常稱它為時(shí)間－數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC,TimetoDigitConversion

）。輸出端的數(shù)碼值為

其中T0為LSB所對應(yīng)的時(shí)間間隔。TDC的輸出再送到數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)，它的功能與多道幅度分析器中數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)相同。

返回時(shí)間信號的檢出無論是送到符合電路還是送到TDC的信號，要求它的出現(xiàn)時(shí)刻與粒子擊中探測器的時(shí)刻能精確地相對應(yīng)。事件的產(chǎn)生到信號進(jìn)入時(shí)間信息分析電路之間，大體上如以下過程所示：核事件產(chǎn)生粒子→探測器被擊中（t0時(shí)刻）→探測器信號輸出（t1時(shí)刻出現(xiàn)信號）→電子學(xué)電路信號處理（放大、成形等）→時(shí)檢電路檢出信號送到時(shí)間信號分析電路或符合電路輸入端（t0’時(shí)刻出現(xiàn)信號）。

時(shí)間信號的檢出在討論時(shí)間信號檢出時(shí)，從探測器輸出的電流信號有以下幾點(diǎn)需要考慮：延遲。t1在t0之后一定時(shí)間之后出現(xiàn)展寬。實(shí)際的電流信號不是一個(gè)信號漲落。(t0’-t0)是一個(gè)隨機(jī)量，而且信號形狀也會(huì)隨機(jī)變化。時(shí)檢電路的功能是使的漲落盡可能小，或者說的晃動(dòng)很小。

返回§2 .定時(shí)技術(shù)

產(chǎn)生時(shí)間晃動(dòng)的幾個(gè)主要因素

時(shí)間晃動(dòng)大小的度量

前沿定時(shí)甄別器-固定閾值甄別器恒比定時(shí)甄別器（CFD）幅度和上升時(shí)間補(bǔ)償定時(shí)（ARC）

返回產(chǎn)生時(shí)間晃動(dòng)的幾個(gè)主要因素

輸入到時(shí)間信息分析系統(tǒng)的信號出現(xiàn)時(shí)間晃動(dòng)主要有以下幾個(gè)因素：探測器的固有晃動(dòng)。噪聲引起時(shí)檢電路輸出的時(shí)間晃動(dòng)。幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。以上幾種因素在不同條件下對晃動(dòng)所起的影響是不相同的，因而要具體加以分析，分清主次。著重分析幅度和上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間晃動(dòng)及其解決辦法。

返回探測器的固有晃動(dòng)不同的探測元件電流信號輸出的時(shí)間晃動(dòng)不一樣，它的產(chǎn)生原因也不相同，大致因?yàn)檩d流子在探測器內(nèi)運(yùn)動(dòng)途徑不同造成的。例：閃爍體和光電倍加管（PMT）組成的閃爍計(jì)數(shù)器，由于粒子擊中的位置不同使光傳輸?shù)絇MT的時(shí)間不同，使得其輸出信號的時(shí)間發(fā)生差異，而擊中的位置往往是隨機(jī)的，因而信號輸出的時(shí)間產(chǎn)生時(shí)間晃動(dòng)。返回噪聲引起時(shí)檢電路輸出的時(shí)間晃動(dòng)噪聲疊加在信號之上將引起時(shí)檢電路輸出的時(shí)間晃動(dòng)。

返回幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)不同幅度經(jīng)過時(shí)檢電路之后在輸出時(shí)間上產(chǎn)生差異，探測器輸出信號幅度的隨機(jī)變化造成了時(shí)間上晃動(dòng)，稱為幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。返回上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)不同上升時(shí)間的信號經(jīng)過時(shí)檢電路之后會(huì)產(chǎn)生在輸出信號時(shí)間上差異，而有些探測元件輸出信號上升時(shí)間也存在隨機(jī)變化，這也就帶來了時(shí)檢電路的輸出信號在時(shí)間上晃動(dòng)。這稱為上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。

返回時(shí)間晃動(dòng)大小的度量時(shí)檢電路信號輸出與粒子擊中探測器之間的時(shí)間差td=（t0’-t0）是隨機(jī)量，它服從一定的分布規(guī)律，td的概率密度函數(shù)為Pd（td），可以得到各級矩：由此推知td的隨機(jī)變化情況，來度量的晃動(dòng)大小。一般可以假設(shè)td服從高斯分布，和

是關(guān)鍵參量作為時(shí)間晃動(dòng)的度量

時(shí)間晃動(dòng)大小的度量二個(gè)信號時(shí)間間隔及其晃動(dòng)量

時(shí)間晃動(dòng)大小的度量時(shí)間晃動(dòng)實(shí)驗(yàn)測量在實(shí)驗(yàn)上可以用同一瞬間產(chǎn)生兩個(gè)粒子的放射源（如60Co源，幾乎是同時(shí)發(fā)射兩個(gè)粒子[1和2

]）；測量計(jì)數(shù)隨τ（即時(shí)間間隔）值變化曲線，圖中求得和半高全寬時(shí)間FWHMtd,時(shí)間晃動(dòng)為返回前沿定時(shí)甄別器-固定閾值甄別器前沿定時(shí)特性分析基本電路構(gòu)型返回前沿定時(shí)特性分析（一）將輸入信號前沿近似看成線性上升，可用下述關(guān)系表示：

輸出信號對輸入信號的時(shí)間延遲可以表示為：

其中ti為輸入信號從出現(xiàn)到上升為VT所需時(shí)間，t為渡越時(shí)間，假定在快甄別器情況下，t很小，暫不加以考慮。在Vi由Vi1變?yōu)閂i2時(shí)，Vi=(Vi1-Vi2)，如果Vi很小，則輸出信號對輸入信號的時(shí)間延遲差td=(t2-t1)應(yīng)為：td隨Vi變化而發(fā)生變化稱為幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。顯而可見VT和tm越小，td變化量就越小，幅度時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)就越小前沿定時(shí)特性分析（二）上述討論在Vi很小情況下，如果Vi變化很大時(shí)，服從某一種分布規(guī)律，要得到td必須Vi的概率密度函數(shù)求得td的概率密度函數(shù)，得到td。

若達(dá)峰時(shí)間tm發(fā)生變化（也就是上升時(shí)間發(fā)生變化），延遲時(shí)間的變化為：這稱為上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。

返回基本電路構(gòu)型高速運(yùn)算放大器（例如THS3201、OPA847等）構(gòu)成的施米特甄別器；

高速比較器（例如AD96687）構(gòu)成的截止式放大器型甄別器；

雙閾甄別電路。高速比較器AD96687構(gòu)成的甄別器雙閾甄別電路由于幅度效應(yīng)，前沿定時(shí)會(huì)有較大的定時(shí)誤差。降低甄別閾，是減少這一誤差的重要措施。但甄別閾的減少將會(huì)明顯引起噪聲誤觸發(fā)，為此，設(shè)計(jì)了雙閾甄別電路，采用低閾定時(shí)，高閾選通的方案，既可減少噪聲影響，又由于甄別閾的降低，還可減少由于幅度效應(yīng)引起的時(shí)間游動(dòng)甄別器需要有穩(wěn)定的閾電壓。閾電壓的產(chǎn)生程控設(shè)置的DAC提供。為了減少噪聲和外部干擾的影響，得到穩(wěn)定的閾電壓，對DAC提供的輸出電壓采取了衰減和有源濾波等有效措施。返回恒比定時(shí)甄別器（CFD）提出恒比定時(shí)的基本思路恒比定時(shí)甄別原理恒比定時(shí)甄別器實(shí)現(xiàn)返回提出恒比定時(shí)的基本思路前沿定時(shí)除了由幅度游動(dòng)效應(yīng)引起較大晃動(dòng)之外，觸發(fā)比不恒定也是一個(gè)缺點(diǎn)。探測器的固有時(shí)間晃動(dòng)往往與外電路收集到的電荷量與總電荷量比值有關(guān)，在某一比值時(shí)，固有時(shí)間晃動(dòng)可達(dá)到最小。這一比值卻好就是觸發(fā)比P:P=VT/Vi如果能對每一個(gè)信號作到恒定的觸發(fā)比，就可以選擇合適的比值，使探測器的固有時(shí)間晃動(dòng)最小。同時(shí)能克服幅度游動(dòng)效應(yīng)。返回恒比定時(shí)甄別原理用經(jīng)延遲后的輸入信號與經(jīng)過衰減倒相后信號相加之后產(chǎn)生一個(gè)雙極性信號，該信號從負(fù)極性變到正極性的過零時(shí)刻與信號幅度無關(guān)，在此時(shí)刻的信號值與總幅度之比為一恒值。過零甄別器起到在雙極性信號的過零時(shí)刻檢出信號的作用。

恒比定時(shí)甄別原理用ui(t)來近似描述輸入信號:

經(jīng)過衰減倒相后信號（其中為衰減因子）：

經(jīng)延遲后的信號

恒比定時(shí)甄別原理經(jīng)過相加電路之后是一個(gè)雙極性信號：

從負(fù)極性變到正極性的過零時(shí)刻：由此可知(1)過零點(diǎn)與信號幅度無關(guān)(2)在tz時(shí)刻，對于任何幅度都一樣。因此tz是一個(gè)理想的時(shí)刻，既克服了游動(dòng)效應(yīng)，又在此時(shí)刻的信號值與總幅度之比為一恒值。在這一時(shí)刻檢出信號可以達(dá)到恒比定時(shí)的目的。圖中過零甄別器ZCD起到在時(shí)刻檢出信號的作用返回恒比定時(shí)甄別器實(shí)現(xiàn)門控型恒比定時(shí)甄別器雙予甄別門控型恒比定時(shí)甄別器雙極性信號成形方法返回門控型恒比定時(shí)甄別器返回雙予甄別門控型恒比定時(shí)甄別器

成形電路采用恒比成形時(shí)，常常取其延遲電路的延遲時(shí)間略大于tm，但對于小幅度輸入信號，特別是剛過閾值的信號，觸發(fā)時(shí)間已接近而超閾幅度很小，因此甄別器的渡越時(shí)間比較長，有可能使前沿甄別器輸出信號落在過零時(shí)刻之后，這樣一來就成為前沿定時(shí)了。因此，上述電路對小信號（即剛過觸發(fā)閾的信號）就起不到恒比定時(shí)作用了。為此，提出一種改進(jìn)方案，即雙予甄別門控型恒比定時(shí)甄別器，它是在門控型恒比定時(shí)甄別器電路基礎(chǔ)上再加上一個(gè)固定閾值甄別器DT，其閾值比的閾值要大。在小信號時(shí)（即輸入信號幅度略大于VTP）不能觸發(fā)DT，因而最后不產(chǎn)生輸出。只有輸入信號幅度大于VTT才能觸發(fā)

DT，產(chǎn)生最后輸出，這時(shí)DP的輸出信號不會(huì)落在過零時(shí)刻之后，保證了恒比定時(shí)。但是這樣也會(huì)帶來一個(gè)問題，輸出信號前沿時(shí)刻在略超過情況下亦會(huì)落在之后，又將造成輸出信號對應(yīng)的前沿定時(shí)時(shí)刻。為此在門Y1輸出處加上一延遲線作適當(dāng)延遲，以保證輸出信號前沿在DT輸出信號之后。返回雙極性信號成形方法延遲線成形RC成形

輸入信號Vi直接連到比較器的同相輸入端，比較器的反相輸入端的信號Vc是Vi的低通濾波輸出，它在時(shí)間上比輸入信號滯后。比較器的同相、反相輸入端之間的電壓差為：

Vr(t)=Vi(t)-Vc(t)=R

i(t)=RCdVc(t)/dt

在電容器上電壓達(dá)到峰值之后，積分電阻上的電流方向改變，引起比較器輸出的翻轉(zhuǎn)。由于電阻電容組成的是一個(gè)線性網(wǎng)絡(luò)，Vr(t)的過零點(diǎn)與輸入信號的幅度無關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了恒比定時(shí)功能。返回幅度和上升時(shí)間補(bǔ)償定時(shí)（ARC）恒比定時(shí)僅僅解決了幅度游動(dòng)效應(yīng)，未曾解決上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。ARC定時(shí)可同時(shí)解決幅度和上升時(shí)間游動(dòng)效應(yīng)。它的電路結(jié)構(gòu)完全與恒比定時(shí)相同。但延遲時(shí)間td應(yīng)滿足：相加后輸出信號應(yīng)為

解得

在ARC定時(shí)中

對于延遲信號的觸發(fā)比

對于衰減倒相信號的觸發(fā)比

在tm不是常數(shù)時(shí)，和也就不是常數(shù)，因而不是真正恒比。

返回§3 .符合電路

符合電路基本結(jié)構(gòu)

符合曲線

快-慢符合符合電路實(shí)例

返回符合電路基本結(jié)構(gòu)二個(gè)輸入信號分別經(jīng)過定時(shí)成形電路之后，使其輸出信號前沿晃動(dòng)很小，以寬度分別為Tw1和Tw2信號加入符合門電路，只有當(dāng)二個(gè)信號發(fā)生重疊時(shí)符合門才有信號輸出，此信號再經(jīng)過甄別成形之后輸出。

設(shè)二個(gè)輸入信號到達(dá)時(shí)間分別為t1和t2，只有滿足

符合門才有輸出，其分辨時(shí)間應(yīng)為：

符合電路基本結(jié)構(gòu)以上討論是在理想條件下得到的，即(1)輸?shù)椒祥T的信號是理想矩形脈沖。(2)符合門和甄別成形電路的渡越時(shí)間為零。

返回符合曲線為了測定符合系統(tǒng)（包括探測器在內(nèi)）的時(shí)間分辨能力，常利用同一瞬間產(chǎn)生兩個(gè)粒子的放射源、或用激發(fā)態(tài)壽命遠(yuǎn)小于系統(tǒng)定時(shí)誤差的放射源來測定系統(tǒng)的瞬時(shí)符合曲線。在兩路信號通道中，用可變延遲線引入它們之間時(shí)間上相對延遲，測定符合系統(tǒng)的輸出信號計(jì)數(shù)率和相對延遲量的關(guān)系曲線，此曲線就是瞬間符合曲線。從瞬時(shí)符合曲線，可以求得符合系統(tǒng)的分辨時(shí)間和效率。電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線物理瞬時(shí)符合曲線返回電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線用一個(gè)信號源代替放射源和探測器作為二路符合的輸入，測得瞬時(shí)符合曲線僅反映電路本身的特性，稱為電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線。調(diào)節(jié)相對延遲量，符合電路輸出信號送入到一個(gè)計(jì)數(shù)器去，測得計(jì)數(shù)率，可以求得相對計(jì)數(shù)率與延遲量的關(guān)系曲線，此曲線即為電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線，也就是符合電路產(chǎn)生輸出的概率函數(shù)。電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線在理想條件下為曲線1如果考慮到：(1)輸入信號有一定上升和下降時(shí)間，而符合門有一定門檻電平，因而對符合門輸入來說，有效寬度變小了。(2)二個(gè)信號重合時(shí)間減小到一定寬度時(shí)，由于符合門和其后繼甄別電路有一定渡越時(shí)間，當(dāng)重合時(shí)間太窄時(shí)，不能響應(yīng)，這相當(dāng)于減小了有效寬度。(3)考慮到噪聲疊加在信號、符合門的門檻電平和后繼電路閾值偏置電路上，使有效寬度發(fā)生漲落。由于以上原因，瞬時(shí)符合曲線不僅寬度減小，而且形狀上偏離了矩形，為曲線2。這就是實(shí)際電子學(xué)瞬時(shí)符合曲線。符合分辨時(shí)間定義為瞬時(shí)符合曲線的半高全寬FWHM，從圖中曲線2可以求得電子學(xué)分辨時(shí)間返回物理瞬時(shí)符合曲線用瞬時(shí)符合放射源和探測器系統(tǒng)替代信號源作為符合電路信號輸入，測得的相對計(jì)數(shù)率與延遲量的關(guān)系曲線為物理瞬時(shí)符合曲線，此曲線包括了探測器和定時(shí)系統(tǒng)的時(shí)間晃動(dòng)及偶然符合等因素。物理瞬時(shí)符合曲線真符合事件測得的物理瞬時(shí)符合曲線應(yīng)為輸入到符合電路二信號時(shí)差的概率密度函數(shù)與電子學(xué)瞬時(shí)符合函數(shù)的卷積

E與值相近時(shí)真符合事件最大輸入計(jì)數(shù)率

偶然符合計(jì)數(shù)率

真符合事件計(jì)數(shù)率

為時(shí)差漲落的方差

E為電子學(xué)分辨時(shí)間

物理曲線形狀與電子學(xué)曲線相似

曲線高度下降，形狀變窄，平頂部分消失，這是由于真符合計(jì)數(shù)被丟失了物理瞬時(shí)符合曲線在實(shí)際測量中，除了真符合事例外，還有大量不屬于同一核事件互不相關(guān)的粒子進(jìn)入二個(gè)探測器，它們有可能在分辨時(shí)間之內(nèi)隨機(jī)地進(jìn)入符合電路各輸入端而產(chǎn)生輸出，稱這種符合為偶然符合。顯而易見，偶然符合應(yīng)與二個(gè)電路相對延遲時(shí)間無關(guān)。偶然符合計(jì)數(shù)為：隨著E增加，W(td)曲線高度平移地升高。這正是偶然符合所造成的。

WE(td)把看成寬度為E，高度為1的矩形函數(shù)

物理瞬時(shí)符合曲線由于時(shí)間漲落的影響，一對真符合信號到達(dá)符合電路的時(shí)差出現(xiàn)晃動(dòng)，當(dāng)E選得較小時(shí)真符合事件可能漏記，造成真符合計(jì)數(shù)損失。E越小，損失越多。E取得較大時(shí)符合曲線出現(xiàn)平頂，其符合事件可被全部記錄下來。時(shí)差的漲落對計(jì)數(shù)率的影響可以忽略。E增大，偶然符合計(jì)數(shù)也正比地增大，偶然符合與真符合計(jì)數(shù)之比隨之增大。從符合曲線中求得偶然符合計(jì)數(shù)雖然可以再從實(shí)際曲線中扣除偶然符合計(jì)數(shù)而得到真符合計(jì)數(shù)，但這樣會(huì)使統(tǒng)計(jì)誤差增大。分辨時(shí)間E的選擇要綜合加以考慮。從時(shí)間分辨和減小偶然符合角度來看，E取小些為好；從真符合計(jì)數(shù)損失來看，E不能取得太小。符合系統(tǒng)所能達(dá)到的最小分辨時(shí)間，根本上取決于探測器和定時(shí)系統(tǒng)的時(shí)間漲落大小。返回快-慢符合時(shí)間上相關(guān)的事件本身還存在一些特點(diǎn)，例如粒子的能量有一定范圍，也就是說信號的幅度落在一定范圍之內(nèi)。在時(shí)間符合作為基本條件之下用幅度選擇作為輔助措施來減小偶然符合。事例的候選條件除了時(shí)間甄別之外，再加上幅度甄別。但是，經(jīng)過幅度甄別之后的信號往往時(shí)間晃動(dòng)都很大，因此在幅度甄別之后再進(jìn)行符合，其分辨時(shí)間不能取得很小，否則會(huì)降低效率（真符合計(jì)數(shù)損失增加），但增大分辨時(shí)間又會(huì)使偶然符合增加。為了解決這個(gè)矛盾，常采用快慢符合技術(shù)?？?慢符合探測器信號經(jīng)過時(shí)檢電路后進(jìn)入快符合電路，因而時(shí)間晃動(dòng)很小，可選取很小的分辨時(shí)間。同時(shí)，這一對探測器信號又分別經(jīng)過單道分析器進(jìn)行幅度選擇。只有在時(shí)間和幅度上都滿足給定條件時(shí)，三重慢符合電路才產(chǎn)生輸出。其中延遲線td是為了補(bǔ)償單道分析器產(chǎn)生的時(shí)延。返回符合電路實(shí)例四路輸入信號先經(jīng)MC10E1651比較器甄別輸出，然后用MC10EL01D進(jìn)行“與”或者“或”邏輯，再通過單穩(wěn)態(tài)芯片MC10198調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度，最后分別轉(zhuǎn)換成快NIM和TTL輸出。最小時(shí)間窗可達(dá)到2ns。返回§4.時(shí)間分析器

時(shí)間分析器的構(gòu)成時(shí)間－數(shù)字變換

TDC

時(shí)間-幅度變換器（TAC）基于幅度-時(shí)間修正的時(shí)間間隔測量返回時(shí)間分析器的構(gòu)成

常用的有兩類時(shí)間分析器二個(gè)信號加入到時(shí)間間隔編碼電路即TDC，TDC輸出的數(shù)碼正比于信號間的時(shí)間間隔，再將其送入數(shù)據(jù)獲取和處理系統(tǒng)；二個(gè)信號輸入到時(shí)間間隔幅度變換電路即TAC，TAC的輸出幅度正比于信號間的時(shí)間間隔，然后送到ADC，進(jìn)行幅度-數(shù)字變換，再送入數(shù)據(jù)獲取與處理系統(tǒng)。時(shí)間分析器的構(gòu)成時(shí)間分析器用來測量時(shí)間譜，即計(jì)數(shù)隨時(shí)間間隔分布曲線。它的作用與幅度分析中多道脈沖幅度分析器相當(dāng)。關(guān)鍵部分是TDC和TAC返回時(shí)間－數(shù)字變換

TDC起始停止計(jì)數(shù)器型TDC基于時(shí)間內(nèi)插技術(shù)（TimeInterpolating）的TDC基于時(shí)間郵戳（TimeStamp）技術(shù)的TDC基于時(shí)間放大技術(shù)的TDC返回起始停止計(jì)數(shù)器型TDC待測的起始（start）和停止（stop）二個(gè)信號分別輸入到觸發(fā)觸復(fù)器（FF）S和R二端，F(xiàn)F輸出信號T的寬度應(yīng)為二個(gè)輸入信號的時(shí)間間隔,用來控制時(shí)鐘門And，時(shí)鐘振蕩器的時(shí)鐘脈沖加到時(shí)鐘門輸入端，因此通過時(shí)鐘門的脈沖個(gè)數(shù)m將正比于信號T的寬度，即正比于二個(gè)輸入信號的時(shí)間間隔tm=tstop-tstart

m=[(tstop-tstart)/T0]取整數(shù)T0為時(shí)鐘脈沖的周期。再將此系列脈沖輸入到計(jì)數(shù)器，進(jìn)行串行-并行變換，經(jīng)過譯碼后以二進(jìn)制數(shù)碼并行輸出。計(jì)數(shù)器目前多采用Gray碼計(jì)數(shù)器。起始停止計(jì)數(shù)器型TDC直接計(jì)數(shù)器型TDC的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，大尺度時(shí)間測量范圍，且全數(shù)字化，易于集成。時(shí)間精度（一個(gè)LSB代表的時(shí)間間隔量）受到時(shí)鐘頻率以及它的穩(wěn)定性限制，因?yàn)楦邥r(shí)鐘頻率（1GHz以上）在工藝和電路結(jié)構(gòu)上要付出很高代價(jià)。這種TDC的時(shí)間精度在ns量級。采用自激時(shí)鐘振蕩器會(huì)造成2T0的誤差，采用它激時(shí)鐘振蕩器誤差可以減小到1T0，但是在一般情況下，振蕩器起振階段，頻率和幅度不穩(wěn)定，也會(huì)帶來誤差。返回自然二進(jìn)制碼可以直接由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，但在某些情況，例如從十進(jìn)制的3轉(zhuǎn)換為4時(shí)二進(jìn)制碼的每一位都要變，能使數(shù)字電路產(chǎn)生很大的尖峰電流脈沖。而格雷碼則沒有這一缺點(diǎn)，它在相鄰位間轉(zhuǎn)換時(shí)，只有一位產(chǎn)生變化。它大大地減少了由一個(gè)狀態(tài)到下一個(gè)狀態(tài)時(shí)邏輯的混淆。格雷碼僅改變一位，這樣與其它編碼同時(shí)改變兩位或多位的情況相比更為可靠，即可減少出錯(cuò)的可能性。

返回基于時(shí)間內(nèi)插技術(shù)（TimeInterpolating）的TDC要滿足高時(shí)間精度和大尺度測量范圍的TDC目前采用所謂的“粗”計(jì)數(shù)（CoarseCounting）和“細(xì)”時(shí)間測量（FineMeasurement）相結(jié)合的方法。這種方法中，“粗”計(jì)數(shù)一般由高性能的直接計(jì)數(shù)器型TDC。使用的參考時(shí)鐘頻率一般在數(shù)百M(fèi)Hz，達(dá)到幾個(gè)ns的時(shí)間精度；而“細(xì)”時(shí)間測量的實(shí)現(xiàn)則依靠時(shí)間內(nèi)插技術(shù)（TimeInterpolation），在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)進(jìn)行時(shí)間內(nèi)插，達(dá)到亞納秒（100ps~10ps）的時(shí)間分辨。時(shí)間內(nèi)插技術(shù)的基本思想是采用適當(dāng)?shù)姆椒▽ⅰ按帧庇?jì)數(shù)使用的參考時(shí)鐘的周期細(xì)分為M個(gè)等分，并利用其將被測時(shí)間間隔與“粗”計(jì)數(shù)器記錄的時(shí)間(nT0)之差記錄下來，等效于將時(shí)鐘信號的頻率提高了M倍。一個(gè)直接的方法就是利用若干個(gè)等分的時(shí)間延遲單元，如M個(gè)抽頭“延遲線”來實(shí)現(xiàn)時(shí)間內(nèi)插?；跁r(shí)間內(nèi)插技術(shù)（TimeInterpolating）的TDC受Start和Stop控制的250MHz頻率的時(shí)鐘信號對n位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，產(chǎn)生4ns時(shí)間分辨的“粗”計(jì)數(shù)。同時(shí)在時(shí)鐘通道中插入一個(gè)8抽頭“延遲線”，各抽頭組成0.5ns的延遲單元，其輸出被送入各符合電路的相應(yīng)輸入端，Stop信號則作為一個(gè)公共信號送入各符合電路的另一輸入端，與延遲線上傳輸?shù)男盘栕龇?，記錄下?dāng)Stop信號到來時(shí)，時(shí)鐘信號在“延遲線”上傳輸?shù)奈恢?，即延遲的時(shí)間量。該信息經(jīng)譯碼電路給出時(shí)間數(shù)據(jù)的最低的3位數(shù)據(jù)，相當(dāng)于將“粗”時(shí)間計(jì)數(shù)的時(shí)鐘周期細(xì)分了8個(gè)等分，實(shí)現(xiàn)了0.5ns的時(shí)間分辨。

幾種“延遲線”技術(shù)

門電路組成的延遲電路鎖相環(huán)（PhaseLockedLoop，簡稱為：PLL）技術(shù)延遲鎖定環(huán)（DelayLockedLoop，簡稱為：DLL）技術(shù)無源RC延遲線返回門電路組成的延遲電路通常是由兩個(gè)CMOS反向器門電路構(gòu)成一個(gè)延遲單元。時(shí)間分辨則由一個(gè)延遲單元的延遲時(shí)間所決定。這種方法電路簡單，占用較少的資源，易于與其它電路部分集成為單片的TDC集成芯片。缺點(diǎn)是門電路的延遲時(shí)間容易受到供電電壓波動(dòng)和溫度變化的影響而產(chǎn)生變化，需要經(jīng)常進(jìn)行刻度。返回鎖相環(huán)技術(shù)在時(shí)間內(nèi)插電路應(yīng)用中，門電路延遲線是作為VCO（VoltageControlledOscillator）的一部分放在環(huán)中，構(gòu)成一個(gè)環(huán)形振蕩器，振蕩周期由門電路的延遲時(shí)間所決定。當(dāng)供電電壓變化或者是溫度變化時(shí)，利用負(fù)反饋機(jī)制，改變各門電路單元的供電電流，調(diào)整和穩(wěn)定各門電路單元的延遲時(shí)間，穩(wěn)定VCO的輸出頻率。因此消除了由于供電電壓變化和溫度變化帶來的延遲時(shí)間變化。另外，這種電路還具有易于集成，功耗小的優(yōu)點(diǎn)。

返回延遲鎖定環(huán)技術(shù)

DLL技術(shù)與PLL技術(shù)很類似，也是將門電路延遲線放在反饋環(huán)中，通過相位檢測，調(diào)整各門電路單元的供電電壓，調(diào)整和穩(wěn)定各門電路單元的延遲時(shí)間。在DLL電路中，輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘直接與其通過門電路延遲線后的信號進(jìn)行相位檢測。門電路延遲線并不形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)，所以不存在VCO電路，而是形成一個(gè)所謂的VCDL（VoltageControlledDelayLine）電路。返回?zé)o源RC延遲線DLL電路的每個(gè)延遲單元輸出都同時(shí)送入各Hit寄存器的相應(yīng)D輸入端，當(dāng)一個(gè)物理事例信號產(chǎn)生時(shí)，Hit信號經(jīng)一個(gè)RC延遲線，產(chǎn)生M個(gè)不同相位延遲的信號將當(dāng)前DLL的時(shí)鐘沿狀態(tài)記錄下來。設(shè)RC延遲線的單元延遲時(shí)間等于tN/M，則所得到時(shí)間精度為：Tbin=TRef/N.M，其中，N為DLL的延遲單元個(gè)數(shù)，M為RC延遲線的延遲單元個(gè)數(shù)。返回基于時(shí)間郵戳（TimeStamp）技術(shù)的TDC傳統(tǒng)的TDC測量時(shí)間間隔采用所謂的“Start-Stop”技術(shù)，即用Start信號啟動(dòng)TDC計(jì)數(shù)，用Stop信號停止計(jì)數(shù)。把Start和Stop都作為一個(gè)擊中（HIT），時(shí)間郵戳（TimeStamp，或稱為時(shí)間標(biāo)記）技術(shù)是通過記錄每個(gè)HIT發(fā)生的時(shí)刻，再由數(shù)據(jù)處理電路（如DSP）計(jì)算得到HIT之間的時(shí)間間隔，這已成為比較通用的方法。HIT發(fā)生的時(shí)刻的記錄是采用“粗”計(jì)數(shù)和“細(xì)”時(shí)間測量相結(jié)合方法，“細(xì)”時(shí)間測量采用“延遲線”時(shí)間內(nèi)插和符合方法?；跁r(shí)間郵戳（TimeStamp）技術(shù)的TDC歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室推出的通用性極強(qiáng)的高集成度TDC芯片HPTDC基于時(shí)間郵戳技術(shù)的TDC，時(shí)間精度為~25ps。ACAM公司的GPX和GP2是基于時(shí)間郵戳技術(shù)的TDC商業(yè)產(chǎn)品。時(shí)間精度也在幾十ps。返回基于時(shí)間放大技術(shù)的TDCWilkinson型TDC游標(biāo)尺（Vernier）計(jì)時(shí)器返回Wilkinson型TDCWilkinson型TDC是上世紀(jì)50年代提出的，其基本思想是基于所謂的時(shí)間放大（TimeStretch）原理，人們也常稱其為雙斜率型TDC。這種TDC是電路中采用兩個(gè)不同的恒流源I1和I2。采用大電流I1對電容快速充電，充電時(shí)間T1正比于輸入信號Start和Stop的時(shí)間差。而在數(shù)字化時(shí)，采用小電流I2放電，同時(shí)用一個(gè)高速計(jì)數(shù)器在充電時(shí)間T1和放電時(shí)間T2內(nèi)進(jìn)行時(shí)鐘計(jì)數(shù)。很顯然，計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)N正比于輸入的Start和Stop信號的時(shí)間差。而時(shí)間放大因子K則由兩個(gè)恒流源電流的比值K=T2/T1=I1/I2確定。這種TDC有較大的變換（死）時(shí)間，約等于（K+1）T1，不適合高計(jì)數(shù)率應(yīng)用。

返回游標(biāo)尺（Vernier）計(jì)時(shí)器二個(gè)信號分別加入到起始端和停止端，觸發(fā)T1和T2兩個(gè)振蕩器后加入符合門，用符合輸出作為二個(gè)關(guān)閉振蕩器的關(guān)門信號用振蕩器T1輸出的信號作為地址寄存器（計(jì)數(shù)器）的輸入，作串行-并行變換后輸出數(shù)碼。游標(biāo)尺（Vernier）計(jì)時(shí)器兩個(gè)門控振蕩器產(chǎn)生頻率略微不同的兩個(gè)時(shí)鐘信號，其頻率分別為f1=1/T1和f2=1/T2，T1>T2，T=T1-T2=T1/K，CP1為T1輸出，它的第一個(gè)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻為TA1，第i個(gè)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻為TAi;CP2為T2輸出，它的第一個(gè)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻為TB1，第i個(gè)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻為TBi；Tx=TB-TA為待測時(shí)間間隔，有：為時(shí)間脈沖寬度，取

T，當(dāng)TBm-TAm<時(shí)，符合門就有輸出，而關(guān)閉二個(gè)振蕩器。輸入到地址寄存器的脈沖個(gè)數(shù)為m，這種TDC的時(shí)間道寬為T，將二個(gè)振蕩器的頻率差做得很小，就可以獲得很小的時(shí)間道寬。

游標(biāo)尺（Vernier）計(jì)時(shí)器二個(gè)輸入信號之間時(shí)間間隔為Tx=TB-TA，而時(shí)鐘振蕩器起振與停止的時(shí)間間隔為Ty=Tam-T1＝(m-1)T1，是進(jìn)行一次變換所需要時(shí)間，游標(biāo)尺計(jì)時(shí)器等效于一對時(shí)間信號將其時(shí)間間隔放大了K倍之后再去控制一個(gè)時(shí)鐘門。返回時(shí)間幅度變換器（TAC）TAC基本原理TAC實(shí)例返回TAC基本原理時(shí)間-幅度變換是把兩個(gè)信號之間的時(shí)間間隔長短轉(zhuǎn)換成一個(gè)幅度與其間隔成正比的輸出信號最方便的辦法是在此間隔內(nèi)對電容器進(jìn)行恒流充電,靜態(tài)時(shí)S1和S2閉合，C上電壓為零，起始信號將S1斷開，恒流源對C充電，C上電壓線性上升，停止信號將S2斷開，C上的電壓正比于兩個(gè)信號之間的時(shí)間間隔。電容器上保持住的電壓為Vc=I·tx/C，tx為二個(gè)輸入信號的時(shí)間間隔。返回TAC實(shí)例初始狀態(tài)，S1、S2和S4斷開，S3導(dǎo)通；Start信號輸入，S1andS4導(dǎo)通，S3斷開，恒流源I1對C1充電，在A1的輸出產(chǎn)生線性上升電壓；當(dāng)達(dá)到閾值Vref時(shí)，COM1將對FF2置位，S2導(dǎo)通，兩倍于I1電流的恒流源I2流過開關(guān)，流過C1為方向相反I1，C1恒流放電，使A1的輸出電壓線性下降；直到A1的輸出為零，COM2復(fù)位，S2斷開，C1再次被I1充電；重復(fù)上面過程，從而A1的輸出幅度為零到Vref之間變化的三角波形。Stop信號到達(dá)，S1andS4斷開，S3導(dǎo)通，恢復(fù)到初態(tài)。S4、C2和A2構(gòu)成一個(gè)峰保持電路，在stop信號到達(dá)時(shí)刻的幅度Vt保持，進(jìn)行AD變換。CTR1和CTR2兩個(gè)計(jì)數(shù)器分別記錄FF2的Q和/Q計(jì)數(shù)。時(shí)序圖三角波周期為Vt值為NA/D為VT經(jīng)過AD變換的數(shù)碼；Nsum為CTR1和CTR2的計(jì)數(shù)N1和N2之和；時(shí)間間隔T（Start與Stop之間）為時(shí)間分辨為其中K為ADC的位數(shù)。這種TDC的分辨可以達(dá)到幾十psTAC實(shí)例電路實(shí)現(xiàn)A1和A2放大器采用高速運(yùn)放AD825；觸發(fā)觸復(fù)電路FF和計(jì)數(shù)器采用MAX9698S210DE用作模擬開關(guān)MAX6250用作建立電流源和Vref返回基于幅度-時(shí)間修正的時(shí)間間隔測量在當(dāng)代大型物理實(shí)驗(yàn)中，由于通道數(shù)很多，恒比定時(shí)的電路相對比較復(fù)雜，造價(jià)高，用于時(shí)間測量，通常采用簡單的前沿定時(shí)方法，并且利用同一信號的幅度（電荷）測量對幅度-時(shí)間游動(dòng)帶來的定時(shí)誤差進(jìn)行修正（一般是離線修正），這已成為一種基本的方法。

基于幅度-時(shí)間修正的時(shí)間間隔測量的原理圖前端電路的具體實(shí)現(xiàn)返回§5.脈沖形狀甄別（PSD）

脈沖形狀甄別經(jīng)常用來鑒別粒子的類型。不同類型的粒子在某些探測器中產(chǎn)生的電流脈沖形狀有明顯差別，藉此可用來甄別粒子的種類。粒子類型的鑒別可以將各種粒子混在一起的能譜分別予以記錄，避免相互疊迭。也可用來剔除某一類粒子的本底。從電路原理角度來區(qū)分，脈沖形狀甄別有電荷比較法與時(shí)間比較法二種時(shí)間比較法波形甄別的原理探測器輸出的電流脈沖被積分后形成電壓脈沖，它的上升時(shí)間僅決定于電流脈沖的形狀與寬度；將它成形為雙極性，使過零點(diǎn)時(shí)間與幅度無關(guān)，僅決定于信號的上升時(shí)間，也就是決定于探測器的電流脈沖的形狀與寬度。利用這一個(gè)特點(diǎn)就可用來作波形甄別，用于粒子類型的鑒別。波形甄別電路前沿時(shí)檢電路的閾值調(diào)節(jié)很低，它的輸出信號vl在輸入信號起始時(shí)刻t0出現(xiàn)；過零時(shí)檢電路的輸出信號vz在信號過零時(shí)刻tz產(chǎn)生，而tz與探測器輸出的電流脈沖形狀和寬度有關(guān)。調(diào)節(jié)延遲時(shí)間td(tz-t0)使輸入到符合電路的信號重疊符合電路產(chǎn)生輸出（圖b中vi1的情況）。若(tz-t0)不等于td的情況，符合電路不產(chǎn)生輸出。這類輸入信號就被剔除了（圖中vi2情況）。波形甄別電路改進(jìn)用TAC來替代符合電路，使不同波形的輸入信號產(chǎn)生不同幅度的信號輸出，再用幅度選擇器作幅度選擇，用此方法作波形甄別更為方便。二個(gè)時(shí)檢電路可用二個(gè)不同比值的恒比定時(shí)電路替代，同樣可以得到波形甄別的結(jié)果。返回演講完畢，謝謝觀看！86歐債危機(jī)3解救方案1歐債危機(jī)簡介4近年動(dòng)態(tài)聚焦2危機(jī)原因深究5歐債危機(jī)與中國歐債危機(jī)的全面觀歐債危機(jī)87相關(guān)概念主權(quán)債務(wù)：指一國以自己的主權(quán)為擔(dān)保向外，不管是向國際貨幣基金組織還是向世界銀行，還是向其他國家借來的債務(wù)主權(quán)債務(wù)違約:現(xiàn)在很多國家，隨著救市規(guī)模不斷的擴(kuò)大，債務(wù)的比重也在大幅度的增加主權(quán)信用評價(jià):體現(xiàn)一國主權(quán)債務(wù)違約的可能性，評級機(jī)構(gòu)依照一定的程序和方法對主權(quán)機(jī)構(gòu)（通常是主權(quán)國家）的政治、經(jīng)濟(jì)和信用等級進(jìn)行評定，并用一定的符號來表示評級結(jié)果。1歐債危機(jī)簡介88歐債危機(jī)，全稱歐洲主權(quán)債務(wù)危機(jī)，是指自2009年以來在歐洲部分國家爆發(fā)的主權(quán)債務(wù)危機(jī)。歐債危機(jī)是美國次貸危機(jī)的延續(xù)和深化，其本質(zhì)原因是政府的債務(wù)負(fù)擔(dān)超過了自身的承受范圍。歐債危機(jī)簡介89開端三大評級機(jī)構(gòu)的卷入發(fā)展比利時(shí)，西班牙陷入危機(jī)蔓延龍頭國受到影響升級7500億穩(wěn)定機(jī)制達(dá)成歐債危機(jī)簡介發(fā)展過程901歐債危機(jī)簡介歐豬五國PIIGS（PIIGS—?dú)W債風(fēng)險(xiǎn)最大的五個(gè)國家英文名稱第一個(gè)字母的組合）希臘——債務(wù)狀況江河日下

葡萄牙——債務(wù)將超經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出西班牙——危險(xiǎn)的邊緣意大利——債務(wù)狀況嚴(yán)重愛爾蘭——債務(wù)恐繼續(xù)增加91目前，希臘屬歐盟經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)國家之一，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較薄弱，工業(yè)制造業(yè)較落后。海運(yùn)業(yè)發(fā)達(dá)，與旅游、僑匯并列為希外匯收入三大支柱。農(nóng)業(yè)較發(fā)達(dá)，工業(yè)主要以食品加工和輕工業(yè)為主。希臘已陷入經(jīng)濟(jì)衰退5年，債務(wù)危機(jī)持續(xù)2年多，已經(jīng)給希臘經(jīng)濟(jì)、政治和社會(huì)帶來了極大的破壞。嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)衰退帶來的直接后果是，失業(yè)率高企，民眾生活每況愈下。與此同時(shí)，政府收入銳減，償債目標(biāo)一再被推遲。2011年11月，希臘失業(yè)率高達(dá)21%，超過100萬人待業(yè)。。目前，希臘社會(huì)階層情緒對立嚴(yán)重，普通民眾認(rèn)為，正是當(dāng)權(quán)者無所作為，才將這個(gè)國家引向了目前這種災(zāi)難性局面。而政府官員普遍存在的貪污腐敗和無所作為，更是加重了民眾的不滿。希臘債務(wù)危機(jī)92葡萄牙是發(fā)達(dá)國家里經(jīng)濟(jì)較落后的國家之一，工業(yè)基礎(chǔ)較薄弱。紡織、制鞋、旅游、釀酒等是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。軟木產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的一半以上，出口位居世界第一。經(jīng)濟(jì)從2002年起有所下滑，2003年經(jīng)濟(jì)負(fù)增長1.3%。2004年國內(nèi)生產(chǎn)總值為1411.15億歐元，經(jīng)濟(jì)增長1.2%。2005年國內(nèi)生產(chǎn)總值為1472.49億歐元，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值為13800歐元，經(jīng)濟(jì)增長率為0.3%。葡萄牙債務(wù)危機(jī)932010年1月11日，穆迪警告葡萄牙若不采取有效措施控制赤字將調(diào)降該國債信評級。

2010年4月，葡萄牙已經(jīng)呈現(xiàn)陷入主權(quán)債務(wù)危機(jī)的苗頭。葡萄牙當(dāng)時(shí)的公共債務(wù)為GDP的77%，與法國處于相同水平；但是，企業(yè)以及家庭、人均的債務(wù)均超過了希臘和意大利，高達(dá)GDP的236%，葡萄牙債券已被投資者列為世界上第八大高風(fēng)險(xiǎn)債券。2011年3月15日，穆迪把對葡萄牙的評級從A1下調(diào)至A3。穆迪稱，葡萄牙將面對很高的融資成本，是否能夠承受尚難預(yù)料，該國財(cái)政緊縮目標(biāo)能否如期實(shí)現(xiàn)也存在變數(shù)。再考慮到全球經(jīng)濟(jì)形勢仍不明朗、歐洲中央銀行可能提高利率以及高油價(jià)帶來更高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本，該機(jī)構(gòu)決定下調(diào)該國主權(quán)信用評級。94惠譽(yù)2010年12月把葡萄牙主權(quán)信用評級從“AA－”調(diào)低至“A＋”2011年3月25日，標(biāo)普宣布將葡萄牙長期主權(quán)信貸評級從“A-”降至“BBB”，3月29日，標(biāo)普宣布將葡萄牙主權(quán)信用評級下調(diào)1級至BBB-2011年4月1日，惠譽(yù)下調(diào)葡萄牙評級，將其評級下調(diào)至最低投資級評等BBB-。稱債臺(tái)高筑的葡萄牙需要救援。2011年4月，葡萄牙10年期國債的預(yù)期收益率已經(jīng)升至9.127%，創(chuàng)下該國加入歐元區(qū)以來的新高。與此同時(shí)葡萄牙將至少有約90億歐元的債務(wù)到期，葡萄牙政府實(shí)在支撐不住了，既沒錢、沒法償還到期的債務(wù)，又沒有有效的融資途徑，不得不提出經(jīng)濟(jì)救援申請。95房地產(chǎn)泡沫是愛爾蘭債務(wù)危機(jī)的始作俑者。2008年金融危機(jī)爆發(fā)后，愛爾蘭房地產(chǎn)泡沫破滅，整個(gè)國家五分之一的GDP遁于無形。隨之而來的便是政府稅源枯竭，但多年積累的公共開支卻居高不下，財(cái)政危機(jī)顯現(xiàn)。更加令人擔(dān)憂的是，該國銀行業(yè)信貸高度集中在房地產(chǎn)及公共部門，任何一家銀行的困境都可能引發(fā)連鎖反應(yīng)。愛爾蘭5大銀行都瀕臨破產(chǎn)。為了維護(hù)金融穩(wěn)定，愛爾蘭政府不得不耗費(fèi)巨資救助本國銀行，把銀行的問題“一肩挑”，從而導(dǎo)致財(cái)政不堪重負(fù)。財(cái)政危機(jī)和銀行危機(jī)，成為愛爾蘭的兩大擔(dān)憂。史上罕見，公共債務(wù)將占到GDP的100%。消息一公布，愛爾蘭國債利率隨即飆升。愛爾蘭十年期國債利率已直抵9%，是德國同期國債利率的三倍。由此掀開了債務(wù)危機(jī)的序幕。房地產(chǎn)業(yè)綁架了銀行，銀行又綁架了政府，這就是愛爾蘭陷入主權(quán)債務(wù)危機(jī)背后的簡單邏輯。

愛爾蘭債務(wù)危機(jī)962011年9月19日，標(biāo)普宣布，將意大利長期主權(quán)債務(wù)評級下調(diào)一級，從A+降至A，前景展望為負(fù)面。在希臘債務(wù)危機(jī)愈演愈烈之際，意大利評級下調(diào)對歐洲來說無疑是雪上加霜。2010年意政府債務(wù)總額已達(dá)1.9萬億歐元，占GDP比例高達(dá)119%，在歐元區(qū)內(nèi)僅次于希臘。由于意大利債務(wù)總額超過了希臘、西班牙、葡萄牙和愛爾蘭四國之和，因此被視為是“大到救不了”的國家。意大利債務(wù)危機(jī)97

意大利和其他出現(xiàn)債務(wù)危機(jī)的歐洲國家所面臨的，并不是簡單收支失衡問題，而是根本性的經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張動(dòng)能不足問題。這些南歐國家在享受高福利的同時(shí)，卻逐漸失去全球經(jīng)濟(jì)競爭力。其不同程度存在的用工制度僵化、創(chuàng)新能力低、企業(yè)活力不足、偷稅以及政治內(nèi)耗劇烈等，是解決債務(wù)危機(jī)的重要障礙。然而，目前意政府乃至整個(gè)歐元區(qū)在應(yīng)對債務(wù)危機(jī)上，還僅僅以緊縮開支、修復(fù)政府短期資產(chǎn)負(fù)債表為主攻方向，在體制性改革問題上卻重視不夠。倘若這些陷入危機(jī)的南歐國家不進(jìn)行一番傷筋動(dòng)骨的體制性改革，債務(wù)危機(jī)將無法獲得根本性解決。982011年10月7日，惠譽(yù)宣布將西班牙的長期主權(quán)信用評級由“AA+”下調(diào)至“AA-”，評級展望為負(fù)面。2011年10月18日，繼惠譽(yù)和標(biāo)普之后，穆迪也宣布將西班牙的主權(quán)債務(wù)評級下調(diào)兩檔至A1，前景展望為負(fù)面經(jīng)濟(jì)疲軟、財(cái)政“脫軌”，加上超高的失業(yè)率和低迷的房地產(chǎn)市場讓西班牙已不堪重負(fù)。該國經(jīng)濟(jì)增長乏力、財(cái)政債臺(tái)高筑和房地產(chǎn)市場萎靡不振，以及這些問題之間不斷加深的負(fù)面反饋效應(yīng)。西班牙債務(wù)危機(jī)991.影響歐元幣值的穩(wěn)定2.拖累歐元區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展3.延長歐元區(qū)寬松貨幣的時(shí)間4.歐元地位和歐元區(qū)穩(wěn)定將經(jīng)受考驗(yàn)5.威脅全球經(jīng)濟(jì)金融穩(wěn)定1歐債危機(jī)簡介主要影響100crisis2整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力不均1協(xié)調(diào)機(jī)制與預(yù)防機(jī)制的不健全3歐元體制天生弊端4.歐式社會(huì)福利拖累6歐洲一體化進(jìn)程5民主政治的異化:2歐債危機(jī)形成原因1011.歐元區(qū)內(nèi)部機(jī)制：協(xié)調(diào)機(jī)制運(yùn)作不暢，預(yù)防機(jī)制不健全,致使救助希臘的計(jì)劃遲遲不能出臺(tái)，導(dǎo)致危機(jī)持續(xù)惡化。

2.整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力薄弱：遭受危機(jī)的國家大多財(cái)政狀況欠佳，政府收支不平衡在歐元區(qū)內(nèi)部存在嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)失衡問題，地域經(jīng)濟(jì)水平的差異和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)差異導(dǎo)致債務(wù)危機(jī)國家的競爭力削弱；

3.歐元體制天生弊端：作為歐洲經(jīng)濟(jì)一體化組織，歐洲央行主導(dǎo)各國貨幣政策大權(quán)，歐元具有天生的弊端，經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩時(shí)期，無法通過貨幣貶值等政策工具，因而只能通過舉債和擴(kuò)大赤字來刺激經(jīng)濟(jì),《穩(wěn)定與增長公約》沒有設(shè)立退出機(jī)制；2債務(wù)危機(jī)形成原因主要原因1024.歐式社會(huì)福利拖累：高福利制度異化與人口老齡化，希臘等國高福利政策沒有建立在可持續(xù)的財(cái)政政策之上(凱恩斯主義財(cái)政政策的長期濫用)，歷屆政府為討好選民，盲目為選民增加福利，導(dǎo)致赤字?jǐn)U大、公共債務(wù)激增，償債能力遭到質(zhì)疑。

5.民主政治的異化:6.歐盟內(nèi)部：德國堅(jiān)定地致力于構(gòu)建“一體化”歐洲的戰(zhàn)略，法國有相同的意向，但同時(shí)也希望通過“歐洲一體化”來遏制德國。德法有足夠的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和雄厚的財(cái)力在歐債危機(jī)之初，甚至現(xiàn)在在很短時(shí)間內(nèi)疚可遏制危機(jī)蔓延并予以解決。之所以久拖不決，其根本目的在于借歐債危機(jī)之“機(jī)”，整頓財(cái)政紀(jì)律（特別市預(yù)算權(quán)），迫使成員國部分讓出國家財(cái)政主權(quán)，以建立統(tǒng)一的歐洲財(cái)政聯(lián)盟，在救助基金及歐洲央行的配合下，行使歐元區(qū)“財(cái)政部”的職能，以便加速推進(jìn)歐洲一體化進(jìn)程2債務(wù)危機(jī)形成原因主要原因1031評級機(jī)構(gòu)2財(cái)務(wù)造假3積稅與就業(yè)4EU引起威脅2債務(wù)危機(jī)形成原因關(guān)于評級機(jī)構(gòu)及其他104二、1.評級機(jī)構(gòu):美國三大評級機(jī)構(gòu)則落井下石，連連下調(diào)希臘等債務(wù)國的信用評級。(2009年10月20日，希臘政府宣布當(dāng)年財(cái)政赤字占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比例將超過12%，遠(yuǎn)高于歐盟設(shè)定的3%上限。隨后，全球三大評級公司相繼下調(diào)希臘主權(quán)信用評級，歐洲主權(quán)債務(wù)危機(jī)率先在希臘爆發(fā)。)至此，國際社會(huì)開始擔(dān)心，債務(wù)危機(jī)可能蔓延全歐，由此侵蝕脆弱復(fù)蘇中的世界經(jīng)濟(jì)。2財(cái)務(wù)造假埋下隱患：希臘因無法達(dá)到《馬斯特里赫特條約》所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，即預(yù)算赤字占GDP3%、政府負(fù)債占GDP60%以內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)，于是聘請高盛集團(tuán)進(jìn)行財(cái)務(wù)造假，以順利進(jìn)入歐元區(qū)。3.稅基與就業(yè)不樂觀：經(jīng)濟(jì)全球化深度推進(jìn)帶來稅基萎縮與高失業(yè)4．歐盟的威脅：馬歇爾計(jì)劃催生出的歐共體，以及在此基礎(chǔ)上形成的歐盟，超出了美國最初的戰(zhàn)略設(shè)定，一個(gè)強(qiáng)大的足以挑戰(zhàn)美元霸主地位的歐元有悖于美國的戰(zhàn)略目標(biāo)。

2債務(wù)危機(jī)形成原因關(guān)于評級機(jī)構(gòu)及其他1051歐盟峰會(huì)成果（2011.10）2歐盟峰會(huì)成果（2011.12）3宋鴻兵3解救方案106一、銀行體系注資問題

3解救方案之10月峰會(huì)歐盟被迫采取一系列措施提供流動(dòng)性，借以穩(wěn)定銀行體系：歐洲央行聯(lián)合美聯(lián)儲(chǔ)、英國央行、日本央行和瑞士央行在3個(gè)月內(nèi)向歐洲銀行提供無限量貸款；歐洲央行重啟抵押資產(chǎn)債券的收購；歐洲央行重新發(fā)放12個(gè)月期銀行貸款。在此次峰會(huì)上，歐盟領(lǐng)導(dǎo)人達(dá)成一致，要求歐洲90家主要商業(yè)銀行在2012年6月底前必須將資本金充足率提高到9%。銀行國別資本補(bǔ)充額度（單位：億歐元）希臘300西班牙262意大利147葡萄牙78法國88德國52總計(jì)約10601073解救方案之10月峰會(huì)二、EFSF擴(kuò)容問題實(shí)現(xiàn)“EFSF的杠桿化操作”，即以目前現(xiàn)有資金向高比例債券提供擔(dān)保，主要分為兩種方式：方式一：按20-25%的比例，用EFSF剩余資金額度為新發(fā)債券提供“信用增級”，投資者購買債券時(shí)可以購買“風(fēng)險(xiǎn)保險(xiǎn)”，從而使債券獲得EFSF的擔(dān)保，當(dāng)債券出現(xiàn)違約損失時(shí)，債權(quán)人可以從EFSF獲得至少20%的面值補(bǔ)償；方式二：依托EFSF成立“特別用途工具”（也有稱“特別用途投資工具”，縮寫為SPV/SPIV），吸納歐盟以外民間或主權(quán)基金以充實(shí)EFSF可用資金額度。1083解救方案之10月峰會(huì)三、希臘主權(quán)債務(wù)減記問題歐盟和IMF：1090億歐元援助貸款銀行等私人投資者：自愿減記21%私人債僅減記幅度第二輪救助計(jì)劃所需資金21%252050%114060%1090私人債僅減記幅度與第二輪救助希臘計(jì)劃所需資金對比1093解救方案之12月峰會(huì)一、達(dá)成“新財(cái)政協(xié)議”財(cái)政協(xié)議的主要內(nèi)容包括：1.政府預(yù)算應(yīng)實(shí)現(xiàn)平衡或盈余，年度結(jié)構(gòu)性赤字不得超過名義GDP的0.5%；2.成員國超過歐盟委員會(huì)設(shè)定的3%的赤字上限，將受到歐盟制裁，除非多數(shù)歐元區(qū)成員國反對；3.債務(wù)占比超過60%的國家，其債務(wù)削減數(shù)量指標(biāo)的細(xì)則必須依據(jù)新的規(guī)定；歐盟將加強(qiáng)對成員的財(cái)政監(jiān)督和評估，有權(quán)要求涉嫌違反《穩(wěn)定與增長公約》的成員國重新修改預(yù)算；4建立并落實(shí)各成員國政府債券發(fā)行計(jì)劃事先報(bào)告制度5.加強(qiáng)財(cái)政一體化；加強(qiáng)協(xié)調(diào)與管理，強(qiáng)化歐元區(qū)。1103解救方案之十二月峰會(huì)二、強(qiáng)化EFSF和ESM強(qiáng)化EFSF：迅速實(shí)施EFSF的杠桿化擴(kuò)容方案；歡迎歐洲央行作為EFSF介入市場操作的代理機(jī)構(gòu)；EFSF將繼續(xù)發(fā)揮作用，為已啟動(dòng)的項(xiàng)目提供融資。調(diào)整ESM：ESM提前至2012年7月啟動(dòng)；歐盟委員會(huì)和歐洲央行為維護(hù)金融和經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定，可對金融援助做出緊急決定，達(dá)到85%多數(shù)同意即可；實(shí)繳資本和ESM已發(fā)放貸款的比率維持在15%以上。（同時(shí)運(yùn)行，強(qiáng)化救助能力）

1113解救方案之12月峰會(huì)三、向IMF注資，提高救助資金的融資規(guī)?！半p邊貸款”：共注資2000億歐元?dú)W元區(qū)國家央行：1500億歐元非歐元區(qū)國家：500億歐元1123解救方案之宋鴻兵建議化解危機(jī)的辦法：一、財(cái)政同盟（效仿美國統(tǒng)一的財(cái)政部所具備的轉(zhuǎn)移支付的功能）二、歐洲央行（ECB）入市，收購流動(dòng)性差的資產(chǎn)三、發(fā)行歐盟債券四、銀行同盟，使銀行資本能夠跨境自由流動(dòng)1132014--06情況好轉(zhuǎn)，恢復(fù)態(tài)勢良好各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)觸底回升財(cái)政監(jiān)管、金融監(jiān)管機(jī)制2014--07歐債危機(jī)重演趨勢增加歐洲股市全線大跌的元兇“歐洲銀行業(yè)”歐版QE計(jì)劃遲遲未公布（量化寬松，簡稱QE，是一種貨幣政策，主要指各國央行通過公開市場購買政府債券、銀行金融資產(chǎn)等做法。）4歐債危機(jī)新動(dòng)態(tài)（2014-06至今）1142014--09急性后逐漸平息轉(zhuǎn)入“慢性期”金融市場危機(jī)將漸漸“轉(zhuǎn)移”成實(shí)