以"光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)"為基礎(chǔ),結(jié)合目前核脈沖處理領(lǐng)域的科研熱點(diǎn),設(shè)計(jì)一個(gè)綜合型實(shí)驗(yàn),在FPGA的脈沖處理單元中實(shí)施一種脈沖甄別技術(shù),對(duì)不同時(shí)刻突變的脈沖及其成形結(jié)果進(jìn)行甄別分析,從而篩選出需要剔除的脈沖。將脈沖剔除技術(shù)引入到光譜測(cè)量中。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生文獻(xiàn)閱讀的能力,使用MATLAB仿真軟件模擬實(shí)際問(wèn)題的能力以及通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證仿真結(jié)果的能力。實(shí)踐表明,在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入行業(yè)最新的科研熱點(diǎn),不僅有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,也對(duì)學(xué)生的科研能力和綜合運(yùn)用能力具有良好的效果。 

【文章來(lái)源】：國(guó)外電子測(cè)量技術(shù). 2020,39(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

X射線光譜測(cè)量裝置的硬件組成

如圖2所示，探測(cè)器輸出的弱電流在反饋電容Cf上進(jìn)行一定時(shí)間的積分，并將積分得到的結(jié)果存儲(chǔ)在采樣保持電容上由測(cè)量電路進(jìn)行測(cè)量，最終得到一個(gè)正比于電流與積分時(shí)間乘積的輸出電壓[11]。開關(guān)S1與前放電路一起構(gòu)成的開關(guān)積分器在實(shí)現(xiàn)運(yùn)算放大的同時(shí)也具有積分效應(yīng)，等效于低通濾波[12]。目前多數(shù)半導(dǎo)體探測(cè)器都在內(nèi)部集成了開關(guān)復(fù)位型前置放大器，反饋電容Cf上累計(jì)的電荷通過(guò)復(fù)位開關(guān)S1閉合迅速放電，輸出信號(hào)為階躍信號(hào)[13]。受到復(fù)位開關(guān)的影響，每個(gè)階躍信號(hào)的寬度并不一致，每次開關(guān)復(fù)位時(shí)當(dāng)前的階躍信號(hào)就會(huì)突變到0，這就造成了某些階躍信號(hào)的寬度過(guò)窄，這些信號(hào)經(jīng)過(guò)CR微分電路后輸出為負(fù)指數(shù)信號(hào)，在后續(xù)脈沖成形過(guò)程中，寬度過(guò)窄的脈沖形成的負(fù)指數(shù)信號(hào)也是不完整的，其成形結(jié)果也會(huì)受損[14]。實(shí)際測(cè)量中產(chǎn)生的突變的階躍信號(hào)如圖3所示，由圖3可以看出，當(dāng)階躍脈沖堆積到一定限度，開關(guān)復(fù)位型前置放大電路將進(jìn)行復(fù)位，與此同時(shí)階躍信號(hào)直接跳變?yōu)?。由于跳變的時(shí)刻是隨機(jī)的，倘若最后一個(gè)階躍信號(hào)電平保持時(shí)間不夠，經(jīng)過(guò)CR微分處理之后就會(huì)形成一個(gè)不完整的負(fù)指數(shù)脈沖。由于電容充放電的電荷量是一定的，在高計(jì)數(shù)率的測(cè)量背景下，前置放大器的輸出信號(hào)跳變的頻率必然會(huì)升高，出現(xiàn)跳變的次數(shù)也會(huì)隨之增加[15]。

實(shí)際測(cè)量中產(chǎn)生的突變的階躍信號(hào)如圖3所示，由圖3可以看出，當(dāng)階躍脈沖堆積到一定限度，開關(guān)復(fù)位型前置放大電路將進(jìn)行復(fù)位，與此同時(shí)階躍信號(hào)直接跳變?yōu)?。由于跳變的時(shí)刻是隨機(jī)的，倘若最后一個(gè)階躍信號(hào)電平保持時(shí)間不夠，經(jīng)過(guò)CR微分處理之后就會(huì)形成一個(gè)不完整的負(fù)指數(shù)脈沖。由于電容充放電的電荷量是一定的，在高計(jì)數(shù)率的測(cè)量背景下，前置放大器的輸出信號(hào)跳變的頻率必然會(huì)升高，出現(xiàn)跳變的次數(shù)也會(huì)隨之增加[15]。當(dāng)被測(cè)對(duì)象分別為241 Am標(biāo)準(zhǔn)源（活度為3.7×108Bq）和55Fe標(biāo)準(zhǔn)源（活度為7.4×105Bq）時(shí)，示波器抓取到的前放輸出的階躍信號(hào)如圖3所示。由圖3可以看出采用不同活度的源進(jìn)行測(cè)試時(shí)，由于241 Am源活度比55Fe源活度高，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生粒子數(shù)也越高，測(cè)量241 Am源時(shí)使電容充滿需要的時(shí)間更短，復(fù)位頻率更高，因此241 Am源產(chǎn)生突變脈沖的可能性就更大。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]EDXRF分析稻米中重金屬Cd的最佳探測(cè)裝置研究[D]. 辜潤(rùn)秋.成都理工大學(xué) 2016
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本文編號(hào)：3133527