一种数字化核脉冲触发系统技术方案

本发明专利技术提出一种数字化核脉冲触发系统，包括相互配合连接的闪烁体探头、模拟调节电路、第一指数成形逆卷积器、CR2‑

【技术实现步骤摘要】
一种数字化核脉冲触发系统


[0001]本专利技术属于核仪器仪表和核辐射探测领域，具体涉及一种数字化核脉冲触发系统。

技术介绍

[0002]核脉冲触发系统是脉冲计数型和能谱测量型核仪器中，必备的关键单元。核脉冲触发系统可以探测核信号抵达的时刻，对核仪器内部的信号处理状态转换具有决定性作用。脉冲计数型仪器，触发后系统开始一次计数工作。能谱测量型仪器，触发后系统开始进行幅度获取、基线扣除、道址计数累加等操作。
[0003]目前多采用阈值比较法和过零比较法。阈值比较法，是当输入信号超过设定的阈值后完成触发。该方法的缺点是触发时刻严重依赖于信号的幅度和基线的变化。如果信号幅度变化较大，那么信号的触发时刻也相差较大。对于能谱测量系统，信号幅值采集时刻取决于触发时刻，如果触发时刻不准确，将会时能谱的分辨率下降。如果信号的基线变化较大，就必须要求阈值跟随基线变化，会增加系统设计的复杂度，否则会引发错误触发或漏触发。过零比较法信号幅度和基线的影响，触发时刻的稳定性大大提高。但是过零点受闪烁探测器的衰减时间、信号链的分布电容影响。闪烁探测器的衰减时间严重依赖于与晶体的类型和温度。例如NaI(Tl)和CsI(Tl)在常温下的衰减时间常数分别为0.23us和1us。温度变化范围超过～30℃～60℃，NaI(Tl)晶体衰减时间常数的范围约为200ns～650ns。信号链的分布电容受使用条件和时间的影响，也会发生变化。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的提供一种数字化核脉冲触发系统，该系统可以消除基线、脉冲幅度、晶体衰减时间、信号链的分布电容等影响，提升了数字化核脉冲触发系统的工作性能。
[0005]为了达到上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种数字化核脉冲触发系统，包括闪烁体探头、模拟调节电路、第一指数成形逆卷积器、CR
2-RC滤波器、参数调节器、第二指数成形逆卷积器和过零探测器；所述闪烁体探头的输出端连接所述模拟调节电路的输入端；所述模拟调节电路的输出端连接所述第一指数成形逆卷积器的输入端；所述第一指数成形逆卷积器的输出端连接所述CR
2-RC滤波器的输入端；所述CR
2-RC滤波器的输出端同属连接所述参数调节器的输入端和所述第二指数成形逆卷积器的输入端；所述参数调节器的输出端连接所述第二指数成形逆卷积器的输入端；所述第二指数成形逆卷积器的输出端同时连接所述参数调节器的输入端和所述过零探测器的输入端。
[0007]进一步的，所述第一指数成形逆卷积器、CR
2-RC滤波器、参数调节器、第二指数成形逆卷积器和过零探测器均分布在同一FPGA芯片中。
[0008]进一步的，所述模拟调节电路用于将所述闪烁体探头的输出信号转化为双指数信
号V
[n]。
[0009]进一步的，所述第一指数成形逆卷积器用于将所述双指数信号V
[n]转化为权重化冲击脉冲信号Q
[n]。
[0010]进一步的，所述CR
2-RC滤波器用于消除所述权重化冲击脉冲信号Q
[n]的基线，形成双极性信号S
[n]。
[0011]进一步的，所述CR
2-RC滤波器包括2级延迟减法器和1级累加器，传输函数h
(t)
具有宽度为T的正极性半周和宽度为T的负极性半周。
[0012]进一步的，所述参数调节器用于采用渐进式调节计算出所述第二指数成形逆卷积器的需要的指数校正参数D
τ0
，基于所述指数校正参数D
τ0
对所述双极性信号S
[n]经由所述第二指数成形逆卷积器的转化结果信号进行校正，得到正负极性波形对称的良好信号R
[n]；
[0013]其中：所述参数调节器的正负极性波形对称，过零点取决于所述CR
2-RC滤波器的正负极性区域宽度。
[0014]进一步的，所述指数校正参数D
τ0
的计算方法包括以下步骤：
[0015]1)将所述参数调节器的参数D
τ00
初始化为0；
[0016]2)当所述权重化冲击脉冲信号Q
[n]的极大值与所述权重化冲击脉冲信号Q
[n]的极小值之比大于1时，所述D
τ00
增加1；
[0017]3)循环所述步骤2)D
τ0-1次，直到所述权重化冲击脉冲信号Q
[n]的极大值与所述权重化冲击脉冲信号Q
[n]的极小值的比值小于1.01时，获得所述需要的指数校正参数D
τ0
。
[0018]进一步的，所述过零探测器用于对良好信号R
[n]采用过零探测的方式，在过零点产生一个持续一个时钟周期的脉冲信号，所述持续一个时钟周期的脉冲信号为所述数字化核脉冲触发系统输出的触发信号。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0020]图1数字化核脉冲触发系统的实现框架图。
[0021]图2CR
2-RC滤波器传输函数波形图。
[0022]图3CR
2-RC滤波器输出波形图。
[0023]图4参数调节器校正流程。
[0024]图5参数校正过程波形变化。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0026]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可
以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0027]要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0028]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字化核脉冲触发系统，其特征在于：包括闪烁体探头、模拟调节电路、第一指数成形逆卷积器、CR
2-RC滤波器、参数调节器、第二指数成形逆卷积器和过零探测器；所述闪烁体探头的输出端连接所述模拟调节电路的输入端；所述模拟调节电路的输出端连接所述第一指数成形逆卷积器的输入端；所述第一指数成形逆卷积器的输出端连接所述CR
2-RC滤波器的输入端；所述CR
2-RC滤波器的输出端同属连接所述参数调节器的输入端和所述第二指数成形逆卷积器的输入端；所述参数调节器的输出端连接所述第二指数成形逆卷积器的输入端；所述第二指数成形逆卷积器的输出端同时连接所述参数调节器的输入端和所述过零探测器的输入端。2.根据权利要求1所述的一种数字化核脉冲触发系统，其特征在于：所述第一指数成形逆卷积器、CR
2-RC滤波器、参数调节器、第二指数成形逆卷积器和过零探测器均分布在同一FPGA芯片中。3.根据权利要求1所述的一种数字化核脉冲触发系统，其特征在于：所述模拟调节电路用于将所述闪烁体探头的输出信号转化为双指数信号V
[n]
。4.根据权利要求3所述的一种数字化核脉冲触发系统，其特征在于：所述第一指数成形逆卷积器用于将所述双指数信号V
[n]
转化为权重化冲击脉冲信号Q
[n]
。5.根据权利要求4所述的一种数字化核脉冲触发系统，其特征在于：所述CR
2-RC滤波器用于消除所述权重化冲击脉冲信号Q
[n]
的基线，形成双极性信号S
[n]
。6.根据权利要求5所述的一种数字化核脉冲触发系统，其特征在于：所述CR
2-RC滤波器包括2级延迟减法器和1级累加器，传输函数h...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立君，
申请(专利权)人：李立君，
类型：发明
国别省市：