高速有ARC定时恒比定时甄别器

介绍了一种高速的TTL输出恒比定时甄别器.该甄别器同时实现恒比定时(CFD)功能及幅度和上升时间补偿定时(ARC)功能.最小传输延迟仅为22ns,最大计数率为100 MHz,可内部调节恒比延时.适用于多种幅度和前沿时间范围的输入信号,时间分辨能力好.电路设计简单,价格低廉,便于制作使用.     

基于DSP builder与FPGA的数字脉冲处理算法研究

研究了基于DSP builder与FPGA的数字脉冲处理算法,设计了一种基于数字脉冲处理技术的数字实时时间谱仪。谱仪数字恒比定时(dCFD)算法部分最终全部在FPGA中实现,简化了电路。并组建了一套测量22Na放射源的数字化正电子符合谱仪,对其进行测量得到该系统能量分辨达到3.90%,时间分辨达到157.6 ps,高于传统TDC测得的时间分辨率。     

核脉冲信号滤波成形电路的数字化研究

核脉冲信号的滤波成形电路用于改变脉冲形状、提高核谱仪器系统的信噪比,从而获取更佳的性能指标。从极零相消电路与Sallen-Key电路的工作原理出发,推导了基于数字极零相消、数字Sallen-Key在时域中的成形递推函数,分别获取其在Z域中的传输函数,在频域中对其滤波性能、幅频响应特性进行了分析。对仿真核信号,采用数字极零相消、数字高斯成形递推函数模型,实现不同参数下的极零相消与高斯成形处理。对SiPIN探测器测量~(55)Fe和NaI探测器测量~(137)Cs的核脉冲信号,实现了数字极零相消、不同参数下的数字高斯成形处理,从时域与频域两个方面对结果进行了分析,研究成果可应用于核脉冲信号极零相消、滤波成形参数的最优化选取。     

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。     

基于FPGA+DSP的核信号数字时间谱仪设计

针对核电子学中核脉冲信号的高速实时数字化处理,设计了基于FPGA+DSP的两通道核信号数字时间谱仪。该实验平台基于数字恒比定时(dCFD)原理,采用高速运放和ADC进行模拟信号成型采样,数字信号送入FPGA完成波形判选、数据缓冲、FIR滤波和基线恢复,利用DSP实时信号重构和函数定时,通过USB2.0接口与上位机通信。该系统的主要特点是具有模数电路的高度集成、数字信号的实时运算,接近模拟定时的精度。     

开关复位式前置放大器前沿定时误差分析

在核信号时间分析中,前沿定时误差分析是常用的方法。针对开关复位式前置放大器输出信号前沿是非线性的特点,通过研究输出幅度变化、时间常数变化及两者同时变化对前沿定时误差分析的影响,推导出其前沿定时误差分析公式。从公式可以得到影响前沿定时误差分析的不同参数及其定量关系。     

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。     

用于PET的丝室信号恒比定时器

ＰＥＴ用丝室信号的特点,设计和实现了一种恒比定时器电路,该丝室及定时电路的双光子符合时间分辨率达到１９ｎｓ。     

基于高精度脉冲发生器的定时系统设计

为满足自由电子激光装置的正常运行需求,需要向加速器设备提供精确的定时触发信号。依据上海软X射线自由电子激光装置(Soft X-ray Free-Electron Laser Facility,SXFEL)的物理需求和系统分配,基于高精度脉冲发生器,结合具有联锁接口的光电转换器,实现了SXFEL定时系统的硬件设计。系统的软件部分使用实验物理与工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control Systems,EPICS)完成基于网络的分布式远程控制。通过在线测试,该系统运行稳定可靠,抖动时间小于150 ps,满足加速器对定时系统的要求。     

基于MATLAB的数字核信号滤波成形处理方法的研究

在数字核信号的处理中,为获取更好的能量分辨率等性能指标,需要对核信号数字滤波成形处理方法进行研究。基于数值递推方法分别建立了高斯成形和梯形(三角形)成形模型,然后搭建一套基于MATLAB的数字核信号滤波成形处理平台,实现仿真核信号与实际采样核信号的滤波成形处理,分析各滤波成形方案的特点以及不同成形参数对滤波效果的影响,为最优化数字滤波成形方案的选择、最佳滤波成形参数的选取提供设计指导与技术支持。     

阻容耦合式前置放大器前沿定时误差分析

在核信号时间分析中,前沿定时误差分析是常用的方法.针对阻容耦合式前置放大器输出信号前沿是非线性的特点,通过泰勒级数对阻容耦合前置放大器输出信号近似,推导出其前沿定时误差分析公式,从公式可以得到影响前沿定时误差分析的不同参数及其定量关系,确定最佳信号与预值比和时间常数的关系.     

基于余弦函数的核脉冲信号数字成形方法研究

核脉冲信号的数字余弦函数(cos)成形,因成形简单、可操作性强和灵活性高等优势被用于核脉冲信号的数字成形处理中。本文从单指数衰减脉冲信号和cos脉冲信号的数学模型出发,推导了对称cos成形、零面积cos成形与对称零面积cos成形三种成形方法在Z域中的传递函数和级联公式,分析了成形参数对数字cos成形结果的影响。针对仿真核信号和实际采样核信号,分别实现了三种数字cos成形;基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)系统,实现了核信号的数字cos成形、幅度提取、能谱构建等功能。通过对¹³⁷Cs(NaI(Tl)探测器)γ能谱的测试,结果表明三种数字cos成形方法在能量分辨率和计数方面均表现良好,且对称零面积cos成形性能指标更为优异,具有较大的应用前景。     

新型核脉冲虚拟定标器设计

为实现脉冲计数的自动保存、历史数据显示和减少定标器使用者的工作量,设计了一种基于虚拟仪器技术的定标器.该虚拟定标器通过LabVIEW直接调用采集卡计数器,解决了模拟采样率低的问题.虚拟定标器功能设计围绕计数数据流展开,有效避免了功能逻辑混乱.实现了计数值自动保存,以及无人值守自动连续测量.同时该定标器硬件开放度高,可进...     

基于MATLAB的数字化梯形滤波器的研究

为方便而快捷地开展数字化成形系统的研究,本文建立了一种运用MATLAB实现梯形滤波器的参数优化的方法,并用此方法讨论了各参数对滤波效果的影响.     

核信号数值仿真方法的研究及应用

提出并建立了一种数值仿真方法,通过计算机模拟,生成各种数字化核信号波形,以此作为工具开展核信号数字处理方法的研究.通过准高斯滤波、梯形滤波和匹配滤波算法对数字核信号处理结果的研究与比较表明,提出的方法是准确而可行的.     

一种简单、价廉的九路恒比定时甄别器

根据宇宙线物理实验的要求,我们研制了一种双宽CAMAC插件,它装有九路恒比定时甄别器。各路的幅度一时间移动(也称时间步移)均小于±100ps,而其造价仅相当市售单路者。 所谓恒比定时,是取前沿上 高度相当于脉冲幅度固定比例的 点作为定时瞬间的定时方法。此 方法的特点是,定时瞬间几乎与 脉冲的高低无关。通常,恒比定     

加速器数字反馈控制的MATLAB仿真

介绍了应用MATLAB对加速器数字反馈控制的仿真．包括对实验平台数学模型的稳定性分析、时域特性和频域特性的研究,及控制算法的设计．为在实验平台开展数字反馈控制研究提供重要的参考依据。     

数字化核能谱获取中信号处理方法的研究

介绍了将核辐射能量信号离散化后进行数字极零识别及补偿、基线扣除、低通滤波、脉冲成形和幅度分析等一系列数字化信号的处理方法，将长尾指数衰减信号成形为梯形波或三角波信号。用所述方法对实测波形进行离线处理后的结果表明，所获能谱的能量分辨率好于模拟式多道系统的测量结果。     

数字核脉冲信号高斯成形方法实现与对比分析

数字核脉冲信号的高斯成形,由于其实现简单、综合性能良好被广泛应用于数字核谱仪系统中。本文从Sallen-Key与CR-RC~m电路的工作原理出发,推导了基于数字Sallen-Key与数字CR-RC~m在时域中的高斯成形递推函数,分别获取Z域中的传递函数,并对其幅频响应进行了分析。对实际采样核脉冲信号,分别采用数字Sallen-Key与数字CR-RC~m的递推函数实现了其高斯成形,随着成形参数的增加,成形结果越趋近于高斯形,成形脉冲也越宽。基于Si-PIN探测器测量55Fe射线源,获取不同高斯成形方法、不同成形参数下的能谱,结果表明:数字Sallen-Key表现出更好的能量分辨率性能,而数字CR-RC~m表现出更好的计数率性能。     

基于数值微分核脉冲信号数字处理方法

核反应堆核测量系统测量探测器输出的核脉冲信号,该信号后沿拖尾很长,在计数率较高时容易产生信号堆积和基线漂移等问题,导致源区计数率测量上限仅能达到10⁵ Hz左右。文中基于数值微分方法,采用数字处理技术,在时域上分析了核脉冲信号经过前置放大、信号成形、低通滤波和脉冲甄别后的输出,并利用探测器实测信号进行了仿真。仿真结果表明,基于数值微分的数字处理方法可以实现相邻0.4μs脉冲信号的识别和测量,将源区测量计数率上限提升到2×10⁶ Hz以上。