[發明專利]高信噪比自旋探測器以及降噪系統、降噪方法

在審

• 申請號: 202110759333.2
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113433585A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 吳仕龍;謝卓晉
• 申請（專利權）人: 深圳市理泰儀器有限公司
• 主分類號: G01T7/00
• 分類號: G01T7/00;G05B19/042
• 代理公司: 廣東金泰智匯專利商標代理事務所(普通合伙) 44721
• 代理人: 江麗嬌

1.高信噪比自旋探測器的降噪方法，其特征在于：包括以下步驟：

一、第一電子倍增管在低立體角進行電子收集，散射電子被放大為電脈沖信號進行電子數統計；

二、第二電子倍增管以高立體角配置于三角測量面內外，在高的收集角度收集相對于第一倍增器更多的非磁性交換作用反射電子，收集相等的環境白噪聲電子；

三、第一電子倍增管和第二電子倍增管產生的模擬脈沖信號被放大編碼為光脈沖信號，被解碼為數字信號在中央處理器通過DSP以及ENC進行降噪處理以及電子計數統計。

2.根據權利要求1所述的高信噪比自旋探測器的降噪方法，其特征在于：在三角測量面內外，第一電子倍增管和第二電子倍增管的收集角的范圍為[0，180]；在三角測量面內，第二電子倍增管可以在或者不在此測量面內；在三角測量面內外，第二電子倍增管的軸線與測量面構成的線面角的范圍為[0，180]。

3.根據權利要求1所述的高信噪比自旋探測器的降噪方法，其特征在于：ENC降噪方法為：

首先第二電子倍增管收集環境電子噪聲，然后通過DSP變換為一個反相的環境噪聲電子譜疊加到第一電子倍增管的信號電子譜，最終收錄的電子譜信號是：自旋極化的散射電子信號+反射電子信號+環境噪聲+反相的環境噪聲，兩種環境噪聲的疊加使得噪聲降低，信噪比提高；第二電子倍增管偏離最優出射角采集反射電子信號及環境噪音，通過雙電子倍增管陣列，利用波束形成算法精準計算Fe靶出射電子的方位，在保護最優出射角方向的出射電子信號的同時，去除各種環境的干擾噪聲；

DSP降噪方法為：

DSP是針對非Fe靶磁性交換作用的反射電子噪聲，DSP是配置在高的出射角的第二電子倍增管收集低信噪比的信號作為參照的噪聲信號，低信噪比的參照信號被分解為非磁性交換作用的反射電子噪聲信號以及環境噪聲信號；然后DSP復制出分解的兩個噪聲信號相等的反相信號，將第一電子倍增管中的反射電子噪聲和環境噪聲抵消。

4.根據權利要求3所述的高信噪比自旋探測器的降噪方法，其特征在于：自旋極化的散射電子信號的獲得方法為：

通過第一電子倍增管產生較大的電子譜信號V₁，與此同時，第二電子倍增管也會獲取參照信號V₂，V₂小于V₁，這兩個信號輸入DSP處理器，其輸入端是個差分放大器，也就是把兩路信號相減后再放大，于是得到自旋極化的散射電子信號是V_m＝V₂-V₁。

5.根據權利要求4所述的高信噪比自旋探測器的降噪方法，其特征在于：如果在環境噪聲較高的測量中，直接利用ENC降噪技術獲取的白噪聲信號是V₀，于是得到自旋極化的散射電子信號直接是V_m＝V₂-V₀。

6.根據權利要求5所述的高信噪比自旋探測器的降噪方法，其特征在于：參照信號V₂包含有反射電子噪聲，于是首先分解V₂為反射電子噪聲V₂₁和環境噪聲V₂₂兩個信號，V₂₁輸入DSP處理器并利用自適應濾波技術處理，獲得信號V₂后通過差分放大器將反相的V₂₂去除，于是得到自旋極化的散射電子信號是V_m＝V₁-βV₂₁-θV₂₂，β和θ分別是第一階和第二階濾波器系數，用來自動調整兩分量噪聲的比例。