梯形成形算法中成形参数与成形脉冲波形关系研究

在梯形成形算法理论基础上,利用模拟和实测核脉冲信号研究了梯形成形算法中衰减时间常数(τ_(trap))、达峰时间(n_a)与成形脉冲波形、滤波效果的关系,以及nb在分离堆积脉冲时的取值选择。研究表明,当且仅当τ_(trap)等于输入信号衰减时间常数时,成形脉冲对称;n_a值越大,滤波效果越好,脉冲宽度增加;n_b小于两个核脉冲信号发生的时间间隔时,采用梯形成形算法可分离堆积脉冲。     

数字高斯脉冲成形算法仿真研究

高斯脉冲具有良好的时间、频率响应和较高的信噪比,探测器输出信号通常被滤波成形为高斯波形或类高斯波形。在高斯脉冲成形算法基础上,引入截止频率和品质因子,讨论成形参数对成形脉冲幅度、宽度的影响。通过与梯形脉冲成形算法对比,研究高斯脉冲成形算法的滤波效果以及对核信号幅度谱的作用。结果表明,在相同达峰时间条件下高斯脉冲成形算法具有更好的噪声抑制能力,同时可减小核信号幅度谱的半高宽;结合使用梯形脉冲成形算法可改善高斯脉冲成形算法在处理堆积脉冲中的不足,提高核信号通过率。     

复杂波形核脉冲信号的梯形成形研究

提出一种对复杂波形核脉冲信号进行梯形成形的方法。该方法将复杂波形核脉冲信号看成传递函数的冲激响应,对传递函数因式分解成一阶惯性环节和的形式。采用粒子群算法对复杂波形核脉冲信号进行识别,得到一阶惯性环节的个数、各个环节的比例系数以及脉冲幅值相关系数、发生时间和时间常数等参数。通过所识别的参数进行其梯形成形的公式推导及仿真实验表明,该方法获取的脉冲幅值精度较高。     

基于最优波形的脉冲梯形成形研究

前端模拟系统输出的核脉冲信号由于波形的复杂性,其数学模型往往难以用准确的单(或多)指数等典型形式进行描述,使脉冲的梯形成形算法的递推难以实现或者成形后的梯形信号发生畸变。为此,提出了一种前端模拟系统的最优化辨识方法。将前端模拟系统输出的各脉冲进行归一化后利用聚类算法对各脉冲进行处理,确定初步最优波形的序列值及其目标函数,利用模拟退火算法的全局寻优能力搜索最优波形,再基于最优波形求取梯形成形的递推算法。实验结果表明,该方案克服了脉冲波形的复杂性和波动性,使梯形成形算法更为准确、一致及可靠,使脉冲幅度辨识精度得到大幅提高,为后续能谱的准确获取提供了保障。     

基于Simulink仿真的伽马信号处理方法研究

为了研制数字化核谱仪,构建了相应的Simulink仿真模型,并在其中实现了两种数字信号成形算法。将积分电荷相等而宽度不同的脉冲信号以及不同大小的白噪音输入仿真模型,仿真计算得到了相应的时域波形以及频谱图,通过对比两种算法的仿真结果,得出了两种算法各自的优缺点,梯形成型算法对径迹亏损免疫性更好,而尖端成型算法噪音抑制能力更好,在径迹时间不超过0.5μs时,后者对径迹亏损免疫性与前者几乎相同。     

高阶核脉冲信号成形方法研究

针对成形前核脉冲信号的高阶特性,本文提出一种构建高阶脉冲模型及其成形算法的思路。采用系统函数及Z变换的方法,以具有惯性环节形状特征的三阶信号为例构建了三惯性脉冲模型及其梯形成形算法。结果表明,该方法得到的三惯性脉冲模型具有较高的灵活性与准确性,可以根据探测器的输出信号特点进行参数调整用以表现高阶核脉冲的复杂性,其梯形成形算法也具有较好的效果,对于提升系统能量分辨率与计数率具有重要意义。     

实时核信号数字化脉冲成形关键技术研究

本文对理想核脉冲信号和实际探测器输出信号分别进行了计算机模拟仿真与分析,总结了不同成形时间的核脉冲信号的数字梯形成形参数的确定方法。在高计数率场合时提高了有效测量计数率,消除了部分脉冲的堆积并减少了系统死时间。同时,采用256点和512点数字三角成形方法测试了Si-PIN半导体探测器的性能,并与模拟电路成形方法进行了对比测试。测试结果表明,脉冲数字成形处理方法提高了探测器计数率和分辨率。     

中子脉冲堆积信号处理方法研究

在强辐射环境下探测中子时,探测器输出的脉冲信号时常会出现堆积的现象,从而导致脉冲波形和中子能谱的失真。本文针对脉冲堆积问题,提出了一种数字化的脉冲堆积判别与校正方法,首先通过计算脉冲信号一阶微分中的下冲过零点个数来判别脉冲堆积,然后基于构建的4种标准堆积脉冲模型（n+n、γ+γ、n+γ、γ+n）还原构成堆积的原始脉冲。实验结果表明,该方法能准确地判别脉冲堆积事件,在堆积脉冲时间间隔小至20 ns时仍能有效地还原原始脉冲,既提高了中子有效计数率又校正了畸变的中子能谱。     

基于LabVIEW的数字梯形成形算法仿真研究

成形滤波技术是核能谱测量的关键技术,数字梯形滤波是实现核能谱仪数字化的关键环节。论文基于数字多道系统中核信号处理要求,对梯形成形滤波技术进行了理论研究。利用LabVIEW软件平台实现了梯形滤波器仿真,讨论了滤波器参数对系统性能或输出的影响。仿真结果表明,数字梯形滤波成形器能够根据实际信号特性灵活进行参数优化和配置,以有效地适应后续测量。     

梯形成形技术在数字多道系统中的应用

根据研制数字多道的实际需求着重探讨了一种用于数字化滤波的梯形成形技术.首先,对算法的可行性从数学上进行了论证,根据实际应用需要,将算法过程进行了简化,并利用MATLAB进行仿真;最后,还应用于实测数据,结果表明,梯形成形非常符合数字多道的成形要求,并且由于数字多道的优越性,可根据需要设置不同参数,以达到最佳滤波成形效果...     

闪烁晶体发光脉冲输出与堆积研究

利用核脉冲产生的原理,提出了闪烁晶体连续发光脉冲输出的产生方法,并对脉冲堆积提出了分析判断依据,对晶体选择和后期电路设计提供了定量参考。     

基于小波变换的双指数信号高斯脉冲成形算法研究

高斯脉冲具有信噪比高、弹道亏损小的优点,因此,在核辐射测量系统中常将核辐射探测器输出信号成形为高斯波形。核辐射探测器实际输出的核脉冲信号更接近于双指数信号,因此在小波变换的基础上,利用卷积运算的微分特性,提出了双指数信号高斯脉冲成形算法,并建立了成形系统的冲激响应。采用模拟核脉冲信号,从时域和频域两方面研究了成形参数对成形脉冲形状、滤波特性的影响规律;采用FAST硅漂移探测器（Silicon Drift Detector,SDD）测量标准Mn样品获得实测核脉冲信号,分别进行高斯脉冲成形算法和梯形脉冲成形算法处理,并生成能谱;通过对比5.89 keV特征峰峰面积、能量分辨率,研究两种成形算法在能量分辨率和堆积脉冲分离方面的性能。结果表明：当达峰时间为3.2～6.4μs时,两种成形算法所得能谱的能量分辨率最佳,此时,两者之差小于5 eV;在相同达峰时间条件下,高斯脉冲成形算法的堆积脉冲分离能力优于梯形脉冲成形算法。     

尖峰脉冲成形算法改进与性能分析

在数字化核仪器中,为获取高能量分辨率的能谱,常采用数字滤波成形算法处理核脉冲信号,脉冲成形方法中成形参数对输出信号波形、堆积脉冲分离的影响研究鲜有报道.本文在尖峰脉冲成形算法基础上,引入平顶参数,对Mn样品的硅漂移探测器得到的实测脉冲信号开展实验研究,并与常见的梯形脉冲成形方法作对比分析.对采集到的核脉冲信号分别采用尖...     

数字多道中梯形成形算法的FPGA实现

针对数字多道核谱仪系统,研究并实现了数字滤波梯形成形算法。从数学理论上对算法可行性进行论证,并利用Matlab仿真验证;采用FPGA技术对该算法建模及Modelsim仿真分析,完成了数字多道的研制。通过NaI(TI)探测器进行55Fe源能谱实测结果表明,该算法能够达到最佳滤波成形效果,改善了数字多道的各方面性能,在自主研制的多道分析器中得到了成功应用。     

核脉冲信号数字化梯形滤波仿真与测试

为了提高数字γ谱仪的能谱分辨率,研究了梯形成形滤波算法。在MATLAB/Simulink开发环境下,采用系统模型开发工具System Generator,完成了核脉冲信号数字化梯形滤波算法的建模,并采用Xilinx公司的ISE开发工具对系统模型自动生成硬件代码(HDL代码)和硬件测试代码进行硬件仿真,验证了硬件代码其正确性。该方法大大简化了FPGA的开发流程,降低了FPGA的开发难度。     

基于实时数字脉冲处理技术的核谱仪研究

本文提出一种基于80 MHz ADC的数字化γ能谱系统。系统由探测器、前端电路、ADC和数字处理单元组成。数字处理在FPGA中完成,主要包括FIR数字滤波、脉冲梯形成形、幅度甄别、数据通讯。为减小高速ADC在采集过程中引入的噪声信号,在数字处理单元实现FIR数字滤波,对数字脉冲信号先进行滤波处理,再进行脉冲梯形成形,得到高分辨率的能谱数据。测量系统中模拟信号全部采用直流耦合,数字脉冲宽度为1.6μs,对137 Cs的能量分辨率达6.88%。     

脉冲堆积条件下n与γ脉冲波形甄别仿真分析

为消除或减弱γ射线对中子测量的影响,将脉冲堆积条件下的n脉冲信号和γ脉冲信号划分为单独n与γ脉冲事件、后沿堆积事件和前沿堆积事件共三种,根据复杂程度的不同,选取三种机器学习算法进行研究,最终采用基于支持向量机的n/γ甄别方法实现了波形甄别,并对最终的甄别效果进行分析,给出该方法的优势和下一步需要解决的问题。     

对称零面积梯形成形法削减电荷收集时间效应

讨论了电荷收集时间对梯形成形效果的影响,统计方法及削减电荷收集时间效应的方法。应用实际测得的梯形脉宽来反推电荷收集时间,所得结果与实际情况符合较好。对~(60)Co放射源进行能谱测试,~(60)Co的两个特征峰的能量分辨率分别为1.9 keV和2.0 keV,验证了幅度提取校正对提高系统能量分辨率的效果。     

梯形成形冲击响应函数推导、仿真和实验研究

本文介绍了利用逆 z 变换方法得到梯形成形冲击响应函数的推导过程,采用软件产生的单指数信号对其正确性进行了仿真验证。在单指数信号上加载不同标准差的高斯白噪声,经梯形成形仿真得到输出信号和输入白噪声标准差的比值约为0.447。通过搭建数字核信号获取平台,对实际输入核信号进行梯形成形,验证了推导过程与结果的正确性。