[發明專利]一種核脈沖信號數字三角-梯形雙通道成形方法

在審

• 申請號: 202111497273.8
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114236594A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 李福生;林榮曄
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

本發明屬于電子電路數字信號領域，提供一種核脈沖信號數字三角?梯形雙通道成形方法，用以解決現有數字濾波成形方法中脈沖堆積問題導致核脈沖能譜圖分辨率降低的問題。本發明通過分析梯形成形與三角成形結果的相關性，建立了三角?梯形雙通道成形分方法；利用三角成形通道用于判別脈沖堆積的嚴重程度，判斷脈沖是否保留，并找到脈沖的位置；在采用梯形成形通道則提供平頂峰值信號，用于提取準確且穩定的脈沖幅度；通過本發明的三角?梯形雙通道成形方法，將判別為脈沖堆積輕微的有效脈沖幅值進行準確且穩定的提取，并拋棄判別為脈沖堆積嚴重的脈沖幅值，極大地提高了核脈沖能譜圖的計數率。

技術領域

本發明屬于電子電路數字信號領域，涉及數字核能譜測量系統的數字濾波成形方法，具體提供一種核脈沖信號數字三角-梯形雙通道成形方法，用以解決脈沖堆積問題。

背景技術

在核輻射評估與探測領域，數字多道脈沖幅值分析技術廣泛應用于核能譜測量數字化系統；早期由于理論知識、技術、實驗環境等的限制，傳統的核能譜測量系統采用模擬多通道脈沖幅度分析器對核脈沖信號進行濾波和整形，一般用硬件電路放大脈沖信號、恢復信號基線、確定并丟棄疊加信號，由于溫度漂移，這些由分立元件組成的硬件電路會對整個核能譜測量系統的性能產生不可預測的影響。因此，利用數字化多道脈沖幅度分析器對核脈沖信號進行整形可以避免傳統模擬多通道脈沖幅度分析器帶來的問題，具有深遠而重要的研究意義。

相較于模擬核能譜測量系統，數字核能譜測量系統的脈沖處理速度、可編程靈活性、能量分辨率均有明顯提升；核信號的數字濾波成形方法是數字核能譜測量系統的關鍵技術，對減小電子學噪聲、減少脈沖堆積與彈道虧損有重要作用。近年來，梯形成形方法廣泛應用于數字核能譜測量系統，對脈沖幅度的提取準確性有一定程度的提高，但依舊無法解決脈沖堆積問題帶來的影響。通常對于脈沖堆積采取的是拋棄處理，認為脈沖堆積下的脈沖幅度提取結果是錯誤的，不予保留。這種處理方案在低計數率下可以有效避免脈沖堆積造成錯誤的脈沖幅度提取結果。但當數字核能譜測量系統選擇使用更高的電壓以激發更多的原子時，脈沖堆積的程度及出現的概率都大幅增加。而大量拋棄脈沖堆積最終將造成能譜準確性的大幅下降，能譜不再具有分析價值。

發明內容

本發明的目的在于針對現有數字濾波成形方法中脈沖堆積問題導致核脈沖能譜圖分辨率降低的問題，提供一種核脈沖信號數字三角-梯形雙通道成形方法，通過識別并保留脈沖堆積中的有效脈沖幅值，以提高核脈沖能譜圖的分辨率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

應用于數字核能譜測量系統的三角-梯形雙通道成形方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采集數字核能譜測量系統探頭的電信號經前置放大器后的單指數衰減脈沖信號；

步驟2：設定三角-梯形雙通道成形方法的上升下降時間N與梯形平頂時間D；

步驟3：使用三角成形方法將單指數衰減信號轉化為三角脈沖信號V_o1；

步驟4：使用梯形成形方法將單指數衰減信號轉化為梯形脈沖信號V_o2；

步驟5：搜索三角脈沖信號V_o1中的所有三角峰值V_{o1_max}與其對應的峰值時刻k_{o1_max}；

步驟6：針對每一個峰值時刻k_{o1_max}，判斷V_o1(k_{o1_max}+D)是否大于V_{o1_max}/2；若是，則拋棄；否則，提取梯形脈沖信號V_o2中的梯形脈沖峰值V_o2(k_{o1_max}+D/2)；

步驟7：根據提取得所有梯形脈沖峰值生成核脈沖能譜圖。

進一步的，所述步驟1中，單指數衰減脈沖信號為：