[發(fā)明專利]一種核脈沖信號(hào)的數(shù)字化成形方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010522948.5
• 申請(qǐng)日: 2010-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN102455430A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建斌;周偉;方方;劉易;李揚(yáng)紅;朱星;王敏;王磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01T1/17
• 分類號(hào): G01T1/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明針對(duì)地質(zhì)資源勘查、環(huán)境輻射評(píng)價(jià)和生產(chǎn)品質(zhì)控制等放射性測(cè)量領(lǐng)域迫切需求提高信號(hào)噪聲比、能量分辨率、測(cè)量準(zhǔn)確性、測(cè)量可靠性等問題，提出了一種核脈沖信號(hào)的數(shù)字化成形方法。

背景技術(shù)

放射性測(cè)量?jī)x器中探測(cè)器和前置電路輸出的脈沖信號(hào)是一個(gè)基于時(shí)間常數(shù)的指數(shù)衰減信號(hào)。如果直接進(jìn)行多道脈沖幅度分析，則分析儀器的能量分辨率將受到很大的限制，進(jìn)而降低整個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)。因此，在探測(cè)器和前置電路輸出后通常需要增加脈沖成形電路，將基于時(shí)間常數(shù)的指數(shù)衰減信號(hào)進(jìn)行脈沖成形，再進(jìn)行多道脈沖幅度分析，以提高分析儀器的綜合性能指標(biāo)。

現(xiàn)有的脈沖成形的方法是基于分立元件設(shè)計(jì)的模擬成形技術(shù)。該方法在工作穩(wěn)定性、測(cè)量一致性、參數(shù)通用性和后期維護(hù)性等方面存在著諸多缺陷。而采用數(shù)字化的脈沖成形技術(shù)可以有效的克服上述模擬成形技術(shù)的缺陷，并且可以十分靈活的選擇成形參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，如何提供一種核脈沖信號(hào)的數(shù)字化成形方法，該方法可以克服現(xiàn)有模擬成形方法的缺陷，滿足放射性測(cè)量領(lǐng)域提高信號(hào)噪聲比、能量分辨率、測(cè)量準(zhǔn)確性、測(cè)量可靠性迫切需求。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：一種核脈沖信號(hào)的數(shù)字化成形方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

A、主放大器模塊將來自核探測(cè)器和前置放大電路的電脈沖信號(hào)進(jìn)行放大，完畢后輸出至高速ADC模塊；

B、程控增益調(diào)節(jié)模塊根據(jù)微處理器模塊發(fā)出的增益控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)主放大器模塊的精密增益調(diào)節(jié)；

C、高速ADC模塊將來自主放大器模塊的電脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，完畢后輸出至數(shù)字脈沖處理模塊；

D、數(shù)字脈沖處理模塊將來自高速ADC模塊的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行脈沖成形、峰值判別、幅度分析和譜線存儲(chǔ)，完畢后將數(shù)據(jù)傳輸至微處理器模塊；

E、微處理器模塊對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，再傳送至計(jì)算機(jī)處理模塊；

F、計(jì)算機(jī)處理模塊對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析處理。

附圖說明

圖1為核脈沖信號(hào)高斯成形的電路模型。

圖2為核脈沖信號(hào)的數(shù)字化成形系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為數(shù)字脈沖處理模塊內(nèi)部功能模塊連接圖。

圖4為核探測(cè)器的輸出波形圖。

圖5為核脈沖信號(hào)數(shù)字化成形后波形圖。

圖6為核脈沖信號(hào)譜線圖。

具體實(shí)現(xiàn)方式

本發(fā)明所提供的核脈沖信號(hào)的數(shù)字化成形方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：A、主放大器模塊將來自核探測(cè)器和前置放大電路的電脈沖信號(hào)進(jìn)行放大，完畢后輸出至高速ADC模塊；B、程控增益調(diào)節(jié)模塊根據(jù)微處理器模塊發(fā)出的增益控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)主放大器模塊的精密增益調(diào)節(jié)；C、高速ADC模塊將來自主放大器模塊的電脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，完畢后輸出至數(shù)字脈沖處理模塊；D、數(shù)字脈沖處理模塊將來自高速ADC模塊的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行脈沖成形、峰值判別、幅度分析和譜線存儲(chǔ)，完畢后將數(shù)據(jù)傳輸至微處理器模塊；E、微處理器模塊對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，再傳送至計(jì)算機(jī)處理模塊；F、計(jì)算機(jī)處理模塊對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析處理。

如圖1所示，核脈沖信號(hào)由Vin輸入，成形后的高斯脈沖信號(hào)由Vo輸出。

如圖2所示，核脈沖信號(hào)數(shù)字成形系統(tǒng)中，首先、主放大器模塊將探測(cè)器和前置放大電路輸出的微弱電脈沖信號(hào)進(jìn)行程控放大；然后、高速ADC模塊將放大后的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；接著、數(shù)字脈沖處理模塊將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高斯成形轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了核脈沖信號(hào)的高斯成形；最后，成形后的高斯波形的脈沖信號(hào)輸出至微處理器模塊和計(jì)算機(jī)處理模塊，做進(jìn)一步的處理。

圖3是數(shù)字脈沖處理模塊內(nèi)部功能連接圖。如圖所示，首先、S-K成形模塊通過數(shù)字硬件濾波器將高速ADC模塊輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)數(shù)字高斯脈沖信號(hào)；然后、數(shù)字高斯脈沖信號(hào)在完成FIFO存儲(chǔ)的同時(shí)也進(jìn)行峰值判別，峰值判別模塊還對(duì)數(shù)字高斯脈沖信號(hào)進(jìn)行脈沖寬度的判別；接著、經(jīng)過峰值判別后的數(shù)字高斯脈沖信號(hào)進(jìn)行多道脈沖幅度分析，多道脈沖幅度分析模塊將數(shù)字信號(hào)表示成一個(gè)道地址，以道地址作為存儲(chǔ)器的地址碼記錄脈沖數(shù)，各道地址的記數(shù)就可以把脈沖幅度的分布情況表現(xiàn)出來。而幅度信號(hào)大小為各元素輻射能量不同的表現(xiàn)，相應(yīng)道址的計(jì)數(shù)代表相應(yīng)能量的輻射強(qiáng)度；跟著、將各道地址的記錄數(shù)據(jù)存入到雙端口RAM中；最后，接口模塊在定時(shí)模塊的控制下，每個(gè)一段時(shí)間將雙端口RAM中的數(shù)據(jù)輸出至微處理器模塊，做進(jìn)一步的處理。