[發(fā)明專利]一種數(shù)字化核能譜測量系統(tǒng)中的脈沖階梯成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711001312.4
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107817514B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海濤;湯彬;王仁波;劉志鋒;張雄杰;周書民;陳銳;瞿金輝
• 申請（專利權(quán)）人: 東華理工大學(xué)
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36
• 代理公司: 36100 江西省專利事務(wù)所
• 代理人: 胡里程

1.一種數(shù)字化核能譜測量系統(tǒng)中的脈沖階梯成形方法，其步驟：

(1)若負(fù)指數(shù)信號的衰減時(shí)間為τ，信號的峰值幅度為A，用函數(shù)可表示為利用如下公式將輸入負(fù)指數(shù)脈沖信號轉(zhuǎn)換為階梯信號：

S＝E＝Aτ

其中S表示負(fù)指數(shù)信號的面積，E可表示該負(fù)指數(shù)信號所擁有的能量；

可通過負(fù)指數(shù)脈沖信號的尾部信息對其脈沖幅度進(jìn)行修正，對輸入信號進(jìn)行連續(xù)的AD采樣，得到連續(xù)的采樣序列：A(1)、A(2)、…、A(n-1)、A(n)，利用如下公式可將連續(xù)的負(fù)指數(shù)脈沖采樣序列轉(zhuǎn)換為階梯信號：

S＝E＝Aτ

＝A(1)×Δt+A(2)·τ

＝A(1)·Δt+A(2)·Δt+A(3)·Δt+......+A(n-1)·Δt+A(n)·τ

其中Δt表示AD采樣周期，令Δt＝”1”，則上式可表示為：

S＝E＝A(1)+A(2)+A(3)+......+A(n-1)+A(n)·τ

(2)采用小梯形面積代替小矩形面積，則上式可表示為：

S＝E＝A(1)/2+A(2)+A(3)+......+A(n-1)+A(n)/2+A(n)·τ

其中：A(1)/2+A(2)+A(3)+......+A(n-1)+A(n)/2為已放電能量，A(n)·τ為剩余能量；

(3)進(jìn)一步將上述公式變換為遞歸算法，求得轉(zhuǎn)換后的階梯形能量E_ladder(n)：

E_dischg(1)＝E_dischg(2)＝A(1)/2

E_ladder(1)＝0

E_dischg(n)＝E_dischg(n-1)+A(n-1) n≥3

E_ladder(n)＝E_dischg(n)+A(n)/2+A(n)·τ n≥2

其中E_dischg(n)表示已放電能量，E_ladder(n)表示轉(zhuǎn)換后的階梯形能量；

(4)對連續(xù)的階梯形能量波形E_ladder(n)進(jìn)行一階數(shù)值微分，得：

d_Eladder(n)＝E_ladder(n)-E_ladder(n-1)

若輸入信號的紋波干擾及噪聲等幅度范圍大于ε，如果滿足條件：

d_Eladder(n)/τ＞ε n≥2

則該點(diǎn)必為階梯形能量波形新臺階的上升沿，同時(shí)也是新的負(fù)指數(shù)脈沖信號的上升沿，如果滿足條件：

d_Eladder(n)/τ≤ε n≥2

則該點(diǎn)必為階梯形能量波形新臺階的下降沿，同時(shí)也是負(fù)指數(shù)脈沖信號的下降沿；

(5)若在FPGA中可使用改進(jìn)的滑動平均值法對階梯形能量波形的臺階平臺進(jìn)行濾波，在FPGA中開辟N個(gè)點(diǎn)的循環(huán)緩沖區(qū)，用于緩存階梯形能量波形數(shù)據(jù)E_ladder(n)，公式如下：

E_avr(n)＝E_sum(n)/N n≥1

其中E_sum(n)表示累加后的總能量，L_lad表示階梯平臺長度，E_ladder(n)表示第n個(gè)點(diǎn)的階梯形能量波形數(shù)據(jù)，即最新的一個(gè)數(shù)據(jù)，E_oldest(n)表示最老的一個(gè)數(shù)據(jù)，E_avr(n)表示濾波后的平均值；

若在CPU或計(jì)算機(jī)中可直接使用平均值法對階梯形能量波形的臺階平臺進(jìn)行濾波，公式如下：

E_avr(n)＝E_sum(n)/L_lad n≥1

其中E_sum(n)表示累加后的總能量，L_lad表示平臺長度，E_avr(n)表示濾波后的平均值；

(6)利用下列公式求各個(gè)負(fù)指數(shù)脈沖信號的能量E_pulse及其峰值幅度P_pulse：

Epre_avr＝E_avr(n-1)

其中Epre_avr表示前一個(gè)平臺的能量平均值，E_pulse(n)表示各個(gè)負(fù)指數(shù)脈沖對應(yīng)的能量，P_pulse(n)表示各個(gè)負(fù)指數(shù)脈沖信號的峰值。