一种核脉冲信号数字三角-梯形双通道成形方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114236594A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111497273.8(22)申请日2021.12.09(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人李福生林荣晔(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203代理人甘茂(51)Int.Cl.G01T1/36(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种核脉冲信号数字三角-梯形双通道成形方法(57)摘要本发明属于电子电路数字信号领域，提供一种核脉冲信号数字三角‑梯形双通道成形方法，用以解决现有数字滤波成形方法中脉冲堆积问题导致核脉冲能谱图分辨率降低的问题。本发明通过分析梯形成形与三角成形结果的相关性，建立了三角‑梯形双通道成形分方法；利用三角成形通道用于判别脉冲堆积的严重程度，判断脉冲是否保留，并找到脉冲的位置；在采用梯形成形通道则提供平顶峰值信号，用于提取准确且稳定的脉冲幅度；通过本发明的三角‑梯形双通道成形方法，将判别为脉冲堆积轻微的有效脉冲幅值进行准确且稳定的提取，并抛弃判别为脉冲堆积严重的脉冲幅值，极大地提高了核脉冲能谱图的计数率。CN114236594ACN114236594A权利要求书1/1页1.一种核脉冲信号数字三角‑梯形双通道成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采集数字核能谱测量系统探头的电信号经前置放大器后的单指数衰减脉冲信号；步骤2：设定三角‑梯形双通道成形方法的上升下降时间N与梯形平顶时间D；步骤3：使用三角成形方法将单指数衰减信号转化为三角脉冲信号Vo1；步骤4：使用梯形成形方法将单指数衰减信号转化为梯形脉冲信号Vo2；步骤5：搜索三角脉冲信号Vo1中的所有三角峰值Vo1_max与其对应的峰值时刻ko1_max；步骤6：针对每一个峰值时刻ko1_max，判断Vo1(ko1_max+D)是否大于Vo1_max/2；若是，则抛弃；否则，提取梯形脉冲信号Vo2中的梯形脉冲峰值Vo2(ko1_max+D/2)；步骤7：根据提取的所有梯形脉冲峰值生成核脉冲能谱图。2.按权利要求1所述一种核脉冲信号数字三角‑梯形双通道成形方法，其特征在于，所述步骤1中，单指数衰减脉冲信号为：‑k/τVi(k)＝A·e·u(k)其中，u(k)为单位阶跃函数，A为输入脉冲幅度，τ为脉冲信号的衰减时间常数，k为离散时间变量。3.按权利要求1所述一种核脉冲信号数字三角‑梯形双通道成形方法，其特征在于，所述步骤2中，上升下降时间N与梯形平顶时间D间满足比例关系：N＝2·D。4.按权利要求1所述一种核脉冲信号数字三角‑梯形双通道成形方法，其特征在于，所述步骤3中，转换式为：其中，na＝N，nc＝2·N，τ为衰减系数，Ts为采样周期，k为离散时间变量。5.按权利要求1所述一种核脉冲信号数字三角‑梯形双通道成形方法，其特征在于，所述步骤4中，转换式为：式中，na＝N，nb＝N+D，nc＝2·N+D，τ为衰减系数，Ts为采样周期，k为离散时间变量。2CN114236594A说明书1/4页一种核脉冲信号数字三角‑梯形双通道成形方法技术领域[0001]本发明属于电子电路数字信号领域，涉及数字核能谱测量系统的数字滤波成形方法，具体提供一种核脉冲信号数字三角‑梯形双通道成形方法，用以解决脉冲堆积问题。背景技术[0002]在核辐射评估与探测领域，数字多道脉冲幅值分析技术广泛应用于核能谱测量数字化系统；早期由于理论知识、技术、实验环境等的限制，传统的核能谱测量系统采用模拟多通道脉冲幅度分析器对核脉冲信号进行滤波和整形，一般用硬件电路放大脉冲信号、恢复信号基线、确定并丢弃叠加信号，由于温度漂移，这些由分立元件组成的硬件电路会对整个核能谱测量系统的性能产生不可预测的影响。因此，利用数字化多道脉冲幅度分析器对核脉冲信号进行整形可以避免传统模拟多通道脉冲幅度分析器带来的问题，具有深远而重要的研究意义。[0003]相较于模拟核能谱测量系统，数字核能谱测量系统的脉冲处理速度、可编程灵活性、能量分辨率均有明显提升；核信号的数字滤波成形方法是数字核能谱测量系统的关键技术，对减小电子学噪声、减少脉冲堆积与弹道亏损有重要作用。近年来，梯形成形方法广泛应用于数字核能谱测量系统，对脉冲幅度的提取准确性有一定程度的提高，但依旧无法解决脉冲堆积问题带来的影响。通常对于脉冲堆积采取的是抛弃处理，认为脉冲堆积下的脉冲幅度提取结果是错误的，不予保留。这种处理方案在低计数率下可以有效避免脉冲堆积造成错误的脉冲幅度提取结果。但当数字核能谱测量系统选择使用更高的电压以激发更多的原子时，脉冲堆积的程度及出现的概率都大幅增加。而大量抛弃脉冲堆积最终将造成能谱准确