【摘要】：核能譜測量分析作為核物理及粒子物理研究中重要的研究手段之一,其技術(shù)的改進一直是核電子學研究領(lǐng)域中的熱點。傳統(tǒng)的模擬電路中的濾波成形技術(shù)在噪聲抑制、基線恢復等方面有所欠缺,過多的硬件電路也導致系統(tǒng)穩(wěn)定性不高。隨著高速集成電路、高分辨率、高速采樣ADC及數(shù)字信號處理器等數(shù)字化元件的發(fā)展,核脈沖信號的數(shù)字處理技術(shù)逐漸成為核譜儀系統(tǒng)設(shè)計的熱點研究問題。本文在調(diào)研了國內(nèi)外數(shù)字成形理論及算法的發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析了數(shù)字化核譜儀測量系統(tǒng)能量分辨率的主要因素,選取核脈沖信號的數(shù)字梯形成形、三角成形、高斯成形作為主要研究對象。論文對核脈沖信號的數(shù)字成形方法的設(shè)計與實現(xiàn)進行了研究,取得如下成果:(1)推導并建立了不同數(shù)字成形算法的數(shù)值遞推模型。采用Z變換法和函數(shù)卷積法推導出數(shù)字梯形(三角)成形算法的傳遞函數(shù);通過基爾霍夫電流定律對Sallen-Key與CR-(RC)~m的電路進行了分析,建立了高斯成形的數(shù)值遞推模型。(2)實現(xiàn)了不同遞推模型下的數(shù)字成形。基于MATLAB平臺構(gòu)建了各數(shù)值遞推模型,完成了仿真核信號、實際采樣核信號的數(shù)字成形處理,并對不同成形方案、成形參數(shù)下的成形結(jié)果進行了對比分析與評價。根據(jù)不同數(shù)字成形模型所獲得能譜的峰面積和能量分辨率等綜合特性,獲取了最佳數(shù)字成形方案和成形參數(shù)選取依據(jù),驗證了各數(shù)值模型的正確性與合理性。(3)評價了數(shù)字濾波成形算法的性能。將Z域下的傳遞函數(shù)經(jīng)傅里葉變換得到頻域下的幅頻響應函數(shù),研究不同成形參數(shù)下各算法的濾波效果;對采樣頻率為20MHz下采集的~(137)Cs的γ射線、~(55)Fe的特征X射線分別采取相同成形參數(shù)不同方案、相同成形方案不同成形參數(shù)進行性能分析,得到了各成形方案中的峰面積和能量分辨率�；谏鲜鲅芯砍晒砻魉⒌臄�(shù)字成形模型均可有效實現(xiàn)核脈沖信號的成形處理,綜合分析不同成形方案,不同成形參數(shù)下所獲得的能譜信息,三角成形具有更好的峰面積,高斯成形具有更好地能量分辨率特性,而梯形成形兼顧能量分辨率與峰面積。所得出的最佳成形方案和成形參數(shù)可以為本領(lǐng)域的后續(xù)研究和核儀器的數(shù)字化提供一定的參考。
【學位授予單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TL822.6

【參考文獻】

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本文編號：2616421