[發(fā)明專利]一種基于權(quán)沖激函數(shù)的核信號(hào)前端處理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011441381.9
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN112596097B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳軍龍;庹先國(guó);洪旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué);西南科技大學(xué);四川輕化工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01T1/36
• 分類號(hào): G01T1/36;G06F1/02
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 韓洋

本發(fā)明涉及核信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于權(quán)沖激函數(shù)的核信號(hào)前端處理系統(tǒng)。系統(tǒng)包括核信號(hào)探測(cè)器模塊、模擬前端放大模塊、ADC模塊，還包括數(shù)字成形模塊、峰值探測(cè)模塊和直方圖發(fā)生器模塊，核信號(hào)依次通過核信號(hào)探測(cè)器模塊、模擬前端放大模塊和ADC模塊得到數(shù)字核信號(hào)，數(shù)字成形模塊根據(jù)權(quán)值沖擊函數(shù)，將數(shù)字核信號(hào)進(jìn)行處理，得到權(quán)值沖擊輸出信號(hào)；峰值探測(cè)模塊用于探測(cè)出權(quán)值沖擊輸出信號(hào)的峰值；直方圖發(fā)生器模塊根據(jù)權(quán)值沖擊輸出信號(hào)和峰值，完成數(shù)字信號(hào)的成形。通過移位相減，產(chǎn)生峰值沖擊脈沖，可以完成任意成型。該方法簡(jiǎn)單、可在通用FPGA上實(shí)現(xiàn)，降低了算法復(fù)雜度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核信號(hào)處理技術(shù)，具體涉及一種基于權(quán)沖激函數(shù)的核信號(hào)前端處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，核能譜系統(tǒng)的性能受到了極大的提高，源于先前物理層面的模擬電子組件正組件正在被現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)取代，甚至很多先前模擬組件無法克服的問題，如彈道虧算在模擬系統(tǒng)中是無法克服問題，但在數(shù)字系統(tǒng)中可以通過合適的算法實(shí)現(xiàn)。在數(shù)字化譜儀當(dāng)中，探測(cè)器組件(包含前置放大器)的輸出信號(hào)可以直接被數(shù)字化，通過適當(dāng)?shù)拿}沖處理技術(shù)(DPP，Digital Pulse Pulse,此提法源自意大利核物理領(lǐng)域。美國(guó)稱之為DSP，DigitalSignal Processing此提法源自通信領(lǐng)域，其實(shí)質(zhì)研究差分方程(或?qū)?yīng)的Z變換))可實(shí)現(xiàn)如基線校正，脈沖成型和堆積校正等工作，這在數(shù)字硬件系統(tǒng)中僅需對(duì)相關(guān)脈沖處理算法(DPP Algorithm)進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)硬件的軟件化操作，這也是未來整個(gè)電子系統(tǒng)的趨勢(shì)，譜儀數(shù)字化也在其中。在這種趨勢(shì)中，脈沖處理算法起到很重要的作用。其中最重要的一種算法就是脈沖成型算法的研究，如何研究簡(jiǎn)單高效的算法，如何優(yōu)化已經(jīng)有的算法，是數(shù)字化譜儀中的永恒的問題。

作為最接近的現(xiàn)有技術(shù)，發(fā)明專利《一種改進(jìn)型核信號(hào)梯形脈沖成形方法和裝置》(CN107193036B)公開了一種改進(jìn)型核信號(hào)梯形脈沖成方法和裝置，其能夠改善核信號(hào)梯形脈沖成形中的信號(hào)堆積問題，提高能譜測(cè)量的準(zhǔn)確度和能量分辨率。該裝置包括：延時(shí)單元、第一離散濾波器、第二離散濾波器、增益單元、以及差分器；其中，所述延時(shí)單元用于根據(jù)延時(shí)因數(shù)對(duì)探測(cè)器輸出信號(hào)滋行延時(shí)處理，獲取延時(shí)信號(hào)，所述離散濾波器用于根據(jù)離散濾波因數(shù)對(duì)延時(shí)信號(hào)進(jìn)行離散濾波處理，獲取離散濾波信號(hào)；所述增益單元用于根據(jù)增益因數(shù)對(duì)離散濾波信號(hào)進(jìn)行增益補(bǔ)償，獲取補(bǔ)償信號(hào)；所述差分都用于根據(jù)差分因數(shù)對(duì)補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行差分處理，獲取梯形脈沖信號(hào)。上述方法仍然是改善核信號(hào)的堆積問題，從而提高能譜測(cè)量的準(zhǔn)確度和能量分辨率，并不能從根本上避免信號(hào)堆積。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，從根本上改變了核信號(hào)成形的方法，不再采用核信號(hào)梯形脈沖成形方法，通過對(duì)核電子學(xué)前端輸出信號(hào)離散化后，借助信號(hào)本身特點(diǎn)，通過移位相減，產(chǎn)生峰值沖激脈沖，完成信號(hào)的任意成形。提出了一種基于權(quán)沖激函數(shù)的核信號(hào)前端處理系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種基于權(quán)沖激函數(shù)的核信號(hào)前端處理系統(tǒng)，包括核信號(hào)探測(cè)器模塊、模擬前端放大模塊和ADC模塊，還包括數(shù)字成形模塊、峰值探測(cè)模塊和直方圖發(fā)生器模塊，

核信號(hào)依次通過核信號(hào)探測(cè)器模塊、模擬前端放大模塊和ADC模塊，得到數(shù)字核信號(hào)，

數(shù)字成形模塊根據(jù)權(quán)值沖激函數(shù)，將數(shù)字核信號(hào)進(jìn)行處理，得到權(quán)值沖激輸出信號(hào)；

峰值探測(cè)模塊用于探測(cè)出權(quán)值沖激輸出信號(hào)的峰值；

直方圖發(fā)生器模塊根據(jù)權(quán)值沖激輸出信號(hào)和峰值，完成數(shù)字信號(hào)的成形。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，當(dāng)數(shù)字核信號(hào)為單指數(shù)下降型信號(hào)時(shí)，權(quán)值沖激函數(shù)在Z域的表達(dá)式為：

H_w(z)＝1-dz^-1