將脈沖處理技術(shù)引入綜合型實驗的研究與探索
發(fā)布時間：2021-04-12 15:20
以"光譜測量實驗"為基礎,結(jié)合目前核脈沖處理領域的科研熱點,設計一個綜合型實驗,在FPGA的脈沖處理單元中實施一種脈沖甄別技術(shù),對不同時刻突變的脈沖及其成形結(jié)果進行甄別分析,從而篩選出需要剔除的脈沖。將脈沖剔除技術(shù)引入到光譜測量中。通過實驗可以鍛煉學生文獻閱讀的能力,使用MATLAB仿真軟件模擬實際問題的能力以及通過實驗裝置驗證仿真結(jié)果的能力。實踐表明,在高校實驗教學中引入行業(yè)最新的科研熱點,不僅有利于激發(fā)學生的創(chuàng)新思維,也對學生的科研能力和綜合運用能力具有良好的效果。
【文章來源】：國外電子測量技術(shù). 2020,39(04)
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
X射線光譜測量裝置的硬件組成
如圖2所示，探測器輸出的弱電流在反饋電容Cf上進行一定時間的積分，并將積分得到的結(jié)果存儲在采樣保持電容上由測量電路進行測量，最終得到一個正比于電流與積分時間乘積的輸出電壓[11]。開關S1與前放電路一起構(gòu)成的開關積分器在實現(xiàn)運算放大的同時也具有積分效應，等效于低通濾波[12]。目前多數(shù)半導體探測器都在內(nèi)部集成了開關復位型前置放大器，反饋電容Cf上累計的電荷通過復位開關S1閉合迅速放電，輸出信號為階躍信號[13]。受到復位開關的影響，每個階躍信號的寬度并不一致，每次開關復位時當前的階躍信號就會突變到0，這就造成了某些階躍信號的寬度過窄，這些信號經(jīng)過CR微分電路后輸出為負指數(shù)信號，在后續(xù)脈沖成形過程中，寬度過窄的脈沖形成的負指數(shù)信號也是不完整的，其成形結(jié)果也會受損[14]。實際測量中產(chǎn)生的突變的階躍信號如圖3所示，由圖3可以看出，當階躍脈沖堆積到一定限度，開關復位型前置放大電路將進行復位，與此同時階躍信號直接跳變?yōu)?。由于跳變的時刻是隨機的，倘若最后一個階躍信號電平保持時間不夠，經(jīng)過CR微分處理之后就會形成一個不完整的負指數(shù)脈沖。由于電容充放電的電荷量是一定的，在高計數(shù)率的測量背景下，前置放大器的輸出信號跳變的頻率必然會升高，出現(xiàn)跳變的次數(shù)也會隨之增加[15]。
實際測量中產(chǎn)生的突變的階躍信號如圖3所示，由圖3可以看出，當階躍脈沖堆積到一定限度，開關復位型前置放大電路將進行復位，與此同時階躍信號直接跳變?yōu)?。由于跳變的時刻是隨機的，倘若最后一個階躍信號電平保持時間不夠，經(jīng)過CR微分處理之后就會形成一個不完整的負指數(shù)脈沖。由于電容充放電的電荷量是一定的，在高計數(shù)率的測量背景下，前置放大器的輸出信號跳變的頻率必然會升高，出現(xiàn)跳變的次數(shù)也會隨之增加[15]。當被測對象分別為241 Am標準源（活度為3.7×108Bq）和55Fe標準源（活度為7.4×105Bq）時，示波器抓取到的前放輸出的階躍信號如圖3所示。由圖3可以看出采用不同活度的源進行測試時，由于241 Am源活度比55Fe源活度高，相同時間內(nèi)產(chǎn)生粒子數(shù)也越高，測量241 Am源時使電容充滿需要的時間更短，復位頻率更高，因此241 Am源產(chǎn)生突變脈沖的可能性就更大。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]將熒光檢測技術(shù)引入本科實驗教學的實踐與探索[J]. 葉君,熊犍,吳勝龍,何婉芬. 實驗技術(shù)與管理. 2019(03)
[2]立足教學面向科研的綜合研究型實驗[J]. 張紅,任淑霞,高勇軍. 實驗室研究與探索. 2019(02)
[3]光誘導化學蒸氣發(fā)生技術(shù)在實驗教學中的應用[J]. 鄧冬艷,宋紅杰,齊悅. 實驗技術(shù)與管理. 2018(12)
[4]精細X熒光光譜中偽峰剔除方法的研究[J]. 周偉,劉澤威,周航,梁菲惜,張蓉舟. 光譜學與光譜分析. 2018(11)
[5]Multisim在核電子學虛擬仿真實驗中的應用[J]. 楊強,劉軍,翟娟,張慶賢,劉秋實. 實驗室研究與探索. 2018(05)
[6]礦山尾礦中微量銀元素快速檢測方法的研究[J]. 周偉,喻杰,周建斌,萬文杰,馬英杰,許助,費鵬. 光譜學與光譜分析. 2017(07)
[7]改進X熒光光譜儀快速檢測土壤中重金屬（英文）[J]. 喻杰,洪旭,馬英杰,周建斌,王義強,王敏,盧遠盛. 光譜學與光譜分析. 2016(10)
[8]一種新型的電流靈敏前置放大器[J]. 鄭健,楊自覺,王立強. 核電子學與探測技術(shù). 2002(02)
博士論文
[1]EDXRF法檢測大米中痕量重金屬元素的關鍵技術(shù)研究[D]. 張麗嬌.成都理工大學 2017
碩士論文
[1]EDXRF分析稻米中重金屬Cd的最佳探測裝置研究[D]. 辜潤秋.成都理工大學 2016
[2]不同靶材對能量色散X射線熒光光譜檢測影響[D]. 李鑫偉.長春理工大學 2014
本文編號：3133527
【文章來源】：國外電子測量技術(shù). 2020,39(04)
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
X射線光譜測量裝置的硬件組成
如圖2所示，探測器輸出的弱電流在反饋電容Cf上進行一定時間的積分，并將積分得到的結(jié)果存儲在采樣保持電容上由測量電路進行測量，最終得到一個正比于電流與積分時間乘積的輸出電壓[11]。開關S1與前放電路一起構(gòu)成的開關積分器在實現(xiàn)運算放大的同時也具有積分效應，等效于低通濾波[12]。目前多數(shù)半導體探測器都在內(nèi)部集成了開關復位型前置放大器，反饋電容Cf上累計的電荷通過復位開關S1閉合迅速放電，輸出信號為階躍信號[13]。受到復位開關的影響，每個階躍信號的寬度并不一致，每次開關復位時當前的階躍信號就會突變到0，這就造成了某些階躍信號的寬度過窄，這些信號經(jīng)過CR微分電路后輸出為負指數(shù)信號，在后續(xù)脈沖成形過程中，寬度過窄的脈沖形成的負指數(shù)信號也是不完整的，其成形結(jié)果也會受損[14]。實際測量中產(chǎn)生的突變的階躍信號如圖3所示，由圖3可以看出，當階躍脈沖堆積到一定限度，開關復位型前置放大電路將進行復位，與此同時階躍信號直接跳變?yōu)?。由于跳變的時刻是隨機的，倘若最后一個階躍信號電平保持時間不夠，經(jīng)過CR微分處理之后就會形成一個不完整的負指數(shù)脈沖。由于電容充放電的電荷量是一定的，在高計數(shù)率的測量背景下，前置放大器的輸出信號跳變的頻率必然會升高，出現(xiàn)跳變的次數(shù)也會隨之增加[15]。
實際測量中產(chǎn)生的突變的階躍信號如圖3所示，由圖3可以看出，當階躍脈沖堆積到一定限度，開關復位型前置放大電路將進行復位，與此同時階躍信號直接跳變?yōu)?。由于跳變的時刻是隨機的，倘若最后一個階躍信號電平保持時間不夠，經(jīng)過CR微分處理之后就會形成一個不完整的負指數(shù)脈沖。由于電容充放電的電荷量是一定的，在高計數(shù)率的測量背景下，前置放大器的輸出信號跳變的頻率必然會升高，出現(xiàn)跳變的次數(shù)也會隨之增加[15]。當被測對象分別為241 Am標準源（活度為3.7×108Bq）和55Fe標準源（活度為7.4×105Bq）時，示波器抓取到的前放輸出的階躍信號如圖3所示。由圖3可以看出采用不同活度的源進行測試時，由于241 Am源活度比55Fe源活度高，相同時間內(nèi)產(chǎn)生粒子數(shù)也越高，測量241 Am源時使電容充滿需要的時間更短，復位頻率更高，因此241 Am源產(chǎn)生突變脈沖的可能性就更大。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]將熒光檢測技術(shù)引入本科實驗教學的實踐與探索[J]. 葉君,熊犍,吳勝龍,何婉芬. 實驗技術(shù)與管理. 2019(03)
[2]立足教學面向科研的綜合研究型實驗[J]. 張紅,任淑霞,高勇軍. 實驗室研究與探索. 2019(02)
[3]光誘導化學蒸氣發(fā)生技術(shù)在實驗教學中的應用[J]. 鄧冬艷,宋紅杰,齊悅. 實驗技術(shù)與管理. 2018(12)
[4]精細X熒光光譜中偽峰剔除方法的研究[J]. 周偉,劉澤威,周航,梁菲惜,張蓉舟. 光譜學與光譜分析. 2018(11)
[5]Multisim在核電子學虛擬仿真實驗中的應用[J]. 楊強,劉軍,翟娟,張慶賢,劉秋實. 實驗室研究與探索. 2018(05)
[6]礦山尾礦中微量銀元素快速檢測方法的研究[J]. 周偉,喻杰,周建斌,萬文杰,馬英杰,許助,費鵬. 光譜學與光譜分析. 2017(07)
[7]改進X熒光光譜儀快速檢測土壤中重金屬（英文）[J]. 喻杰,洪旭,馬英杰,周建斌,王義強,王敏,盧遠盛. 光譜學與光譜分析. 2016(10)
[8]一種新型的電流靈敏前置放大器[J]. 鄭健,楊自覺,王立強. 核電子學與探測技術(shù). 2002(02)
博士論文
[1]EDXRF法檢測大米中痕量重金屬元素的關鍵技術(shù)研究[D]. 張麗嬌.成都理工大學 2017
碩士論文
[1]EDXRF分析稻米中重金屬Cd的最佳探測裝置研究[D]. 辜潤秋.成都理工大學 2016
[2]不同靶材對能量色散X射線熒光光譜檢測影響[D]. 李鑫偉.長春理工大學 2014
本文編號：3133527
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