电子学尤其是高速信号处理技术促进了核探测技术的迅速发展。信号定时甄别是核电子学信号处理系统的基本组成环节之一,电平适配器是大规模核探测信号处理环节必备的辅助插件。本文论述了中国科学院近代物理研究所(IMPCAS)实验系统所需电平适配插件、差分双阈定时甄别电路的结构,提出了电路的设计要求,在此基础上进行了高速电路的设计、研制及实验测试,并对研制过程中EMC及高速PCB板EMC设计措施进行了研究。在NIM/ECL/TTL电平适配插件的研制中,对NIM标准、相关电平标准进行了介绍,以降低器件成本、增加转换方式、提高电磁兼容(EMC)能力为基本出发点,在电路性能、I/O接口、逻辑结构设计的基础上,采用单元电路复用的思想进行总体结构设计,从器件选型、层设计等方面采取措施,在面积有限的PCB板、I/O接口面板上实现了8通道/6方式NIM/ECL/TTL电平适配插件的设计和研制,通过实验测试,该插件各项测试结果达到了预期的设计要求。本文对各种定时方法进行了介绍,分析了普通定时甄别的原理及电路存在的定时误差。采用了全差分结构的动态差分阈值定时甄别电路,甄别结果经成形电路输出宽度可调的ECL信号,由于差分信号能有效的消除共模干扰,该电路具有结构简单、定时误差小、低阈值易实现的特点,通过ORCAD10.5仿真软件瞬态分析证明了该理论的正确性。由于远程控制的需要,设计了以数字电位器MAX5494为核心的阈值调节电路,替代了传统的数模转换结构。控制电路采用上位机、下位机、数字电位器三级控制结构。上位机使用Visual Basic6.0控件MScomm进行串行通信,下位机为MCS51系列单片机AT89C51,和上位机之间使用RS485接口进行通信,AT89C51使用软件模拟的SPI接口对MAX5494进行控制,由于数字电位器不能接低阻负载,且动态阈值的静态偏置电压要求为大小可调的双极性信号,为了兼顾数字电位器的输出特性、甄别电路的要求,设计了双极性电压产生电路。该电路制作了单通道甄别实验PCB板,对控制电路经过测试,测试结果分辨率(10bit)和调节精度满足实验系统阈值调节的需要。