數(shù)字多道脈沖幅度分析技術(shù)是核脈沖信號進行數(shù)字化處理過程的關(guān)鍵技術(shù),具有穩(wěn)定、分辨率高、信號處理速度快等優(yōu)點,隨著計算機技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)字多道脈沖幅度分析技術(shù)因其優(yōu)點逐漸成為核能譜測量系統(tǒng)數(shù)字化研究的熱門內(nèi)容,備受領(lǐng)域內(nèi)科研人員的關(guān)注�；诖�,本文基于現(xiàn)場可編程邏輯門陣列（FPGA,Field Programmable Gate Array）對核脈沖信號數(shù)字化處理過程中的關(guān)鍵技術(shù)展開研究,主要工作如下:首先研究核能譜數(shù)字化系統(tǒng)的原理與組成結(jié)構(gòu),并介紹了其中各個模塊的作用與工作原理;其次,對核脈沖信號數(shù)字化處理方法做了簡單描述,從中分析出核脈沖信號在數(shù)字化處理過程中產(chǎn)生對核能譜數(shù)字系統(tǒng)能量分辨率造成影響的兩個因素為幅度虧損和量化誤差,并提出了改變高速模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC,Analog to Digital Converter）的采樣頻率與精度的思路來減小這兩個因素所造成的影響。在研究核脈沖信號成形算法方面,主要研究基于Sallen-Key濾波電路的高斯成形算法與基于Z變換的梯形成形算法。通過將兩種算法仿真結(jié)果對比,得出梯形成形算法性能優(yōu)于高斯成形算法的結(jié)論。最終采用濾波器級聯(lián)... 

【文章來源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

核能譜測量數(shù)字系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文82核脈沖信號數(shù)字化處理方法2.1核脈沖信號探測的基本原理在核輻射信號探測領(lǐng)域，科學(xué)家在進行實驗時通常會采用能譜曲線來研究放射性粒子特性。那么怎樣獲取準(zhǔn)確的放射性粒子的能譜信息則是核電子學(xué)的重要研究內(nèi)容，而為了能夠?qū)崿F(xiàn)對放射性粒子的測量，需要對放射性粒子進行收集、數(shù)字化處理兩個過程：（1）放射性粒子收集的過程通常是利用核輻射探測器來完成，其工作流程是入射粒子的能量射線與探測器中的相關(guān)介質(zhì)相互作用，轉(zhuǎn)換成微弱的電荷信號并以電流或電壓的形式輸出；（2）將核輻射探測器輸出的電流脈沖輸入后續(xù)的數(shù)字信號處理單元進行信號調(diào)理放大、脈沖成形、幅度提取等處理。最終獲得入射粒子的種類、數(shù)量以及能量等所需要的相關(guān)信息[12]。由于不同的放射性粒子具備不同的能量、波形、幅度，因此每一類放射性粒子都有與之相匹配的核輻射探測器并且輸出的核脈沖信號在時間、概率上都是處于隨機分布狀態(tài)。在實際的核物理實驗中，核能譜測量系統(tǒng)的數(shù)字信號處理單元會根據(jù)不同的測量任務(wù)選擇不同的測量方法。目前市面上的核輻射探測器主要分為兩種：基于半導(dǎo)體的核輻射探測器與基于閃爍體的核輻射探測器。本論文主要對基于半導(dǎo)體的核輻射探測器輸出的核脈沖信號進行處理。圖2-1為經(jīng)典的基于半導(dǎo)體的核輻射探測器電路圖[10]。圖2-1經(jīng)典的基于半導(dǎo)體的核輻射探測器電路

核脈沖信號數(shù)字化處理方法9若將基于半導(dǎo)體的核輻射探測器看成一個電流源作為前置放大器的輸入端，則該探測器等效電路圖如圖2-2所示。圖2-2基于半導(dǎo)體的核輻射探測器--前置放大器電路圖2-2中I(t)為核輻射探測器輸出電流，R為核輻射探測器輸出電阻，C為核輻射探測器的極間電容，假設(shè)核輻射脈沖幅度值在T時刻達到最大值，t0是探測器在收集核輻射脈沖電荷所用的時間，那么該脈沖電荷的總量就為Q，即()+=00tTtQdttI(2-1)核輻射脈沖電荷總量Q往往能反映該核輻射粒子的能量大校公式2-1中的I(t)可表示為：()()()dttdVCRtVtI+=(2-2)當(dāng)我們假設(shè)t=0，I(0)=0，V(0)=0時，該核輻射粒子的電壓脈沖可表示為：()()=tRCtRCtedtetICtV01(2-3)若輸入不同的放射性粒子是，則獲取的核脈沖信號在脈沖間距、脈沖頻率、脈沖幅度也不相同，但他們的波形形狀也都類似，核輻射探測器分別采集60Co和137Cs放射源之后，輸出的信號脈沖波形如圖2-3、圖2-4所示。

【參考文獻】：
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本文編號：3289281