处理核脉冲信号的数字尖峰-平顶双通道成形方法及系统技术方案

本发明专利技术属于信号处理技术领域，公开了一种处理核脉冲信号的数字尖峰

【技术实现步骤摘要】
处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法及系统


[0001]本专利技术属于信号处理
，尤其涉及一种处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，数字核脉冲滤波成形算法相较于传统的模拟滤波成形算法有诸多优势，现已成为信号处理的主流。简单且高效的数字核脉冲成形算法不仅可以减小电子学噪声、弹道亏损和脉冲堆积等对能量和时间分辨率的影响，而且可以兼顾能量分辨率和计数率的优化选择，改善系统的灵活性和自适应性。
[0003]尖峰成形是一种用于核脉冲信号滤波成形的重要方法。根据核脉冲信号的最优滤波成形理论可知，尖脉冲是最理想的脉冲，理论上可以达到最佳的信噪比，但无限长的尖脉冲在现实中无法实现，故国内外研究人员对有限长度的尖峰脉冲成形算法展开了研究。一开始用卷积法获取尖峰脉冲响应函数从而得到尖峰脉冲成形算法，由于用卷积运算量大且过程复杂不易实现。后来发展出采用函数递归等方式推导出尖峰脉冲成形算法。此算法相较于梯形成形算法，具有更优异的滤波降噪效果，对脉冲幅度提取的准确性有一定程度的提高。但依旧无法解决脉冲堆积问题带来的影响。在计数率要求不高的系统中，抛弃这些堆积脉冲可以有效避免错误的幅度提取且对后续的能谱分析影响不大。而在计数率要求较高的能谱测量系统中，脉冲堆积出现的概率也随之增加，如果仍然选择完全抛弃这些堆积脉冲会使能谱的准确性大大下降，对后续的能谱分析影响较大。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005](1)传统利用卷积法获取尖峰脉冲响应函数从而得到尖峰脉冲成形算法的方法，用卷积运算量大且过程复杂不易实现。
[0006](2)传统的采用时域差分的方法推导出尖峰脉冲成形算法，依旧无法解决脉冲堆积问题带来的影响。
[0007](3)在有高计数率要求的能谱测量系统，脉冲堆积出现的概率增加，仍然选择完全抛弃堆积脉冲的方式会使能谱准确性大大下降，严重影响后续的能谱分析。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法及系统，旨在解决现有数字滤波成形方法中脉冲堆积问题导致核脉冲能谱分辨率降低的问题。
[0009]本专利技术是这样实现的，一种处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法，所述处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法包括：通过分析尖峰脉冲成形与衍生算法平顶脉冲成形结果的相关性，建立尖峰
‑
平顶双通道成形方法；利用尖峰脉冲成形通道判别脉冲堆积的严重程度，判断脉冲是否保留，并确定脉冲的产生位置；利用平顶成形通道提供峰值信号，提取脉冲幅度。
[0010]进一步，所述处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法包括以下步骤：
[0011]步骤一，采集数字核能谱测量系统探头的电信号经前置放大器后的单指数衰减脉冲信号；
[0012]步骤二，设定尖峰
‑
平顶双通道成形方法的上升时间N与平顶时间D，使用尖峰脉冲成形方法将单指数衰减信号转化为尖峰脉冲信号V
o1
；
[0013]步骤三，使用平顶成形方法将单指数衰减信号转化为平顶脉冲信号V
o2
，搜索尖峰脉冲信号V
o1
中的所有尖峰峰值V
o1_max
与对应的峰值时刻k
o1_max
；
[0014]步骤四，针对每一个峰值时刻k
o1_max
，判断V
o1
(k
o1_max
+D)是否大于V
o1_max
/2；若是，则抛弃；否则，提取平顶脉冲信号V
o2
中的平顶脉冲峰值V
o2
(k
o1_max
+D/2)；
[0015]步骤五，根据提取得所有平顶脉冲峰值生成核脉冲能谱图。
[0016]进一步，所述步骤一中的单指数衰减脉冲信号为：V
i
(k)＝A
·
e
‑
k/τ
·
u(k)，其中A为指数信号幅值，τ为衰减时间常数，u(k)为阶跃函数，k为离散时间变量；
[0017]进一步，所述步骤二中，上升时间N与平顶时间D间满足关系：N＝2D。
[0018]尖峰脉冲成形的时域递推差分方程如下所示：
[0019]δ[k]＝s[k]‑
d
·
s[k
‑
1]；
[0020]p[k]＝(δ[k]‑
δ[k
‑
N]+δ[k
‑
N
‑
1]‑
δ[k
‑
2N
‑
1])
‑
N
·
(δ[k
‑
N]‑
δ[k
‑
N
‑
1]+δ[k
‑
N]‑
δ[k
‑
N
‑
1])；
[0021]q[k]＝q[k
‑
1]+p[k]；
[0022]r[k]＝r[k
‑
1]+q[k]；
[0023]y[k]＝y[k
‑
1]+r[k]；
[0024]其中，d＝e
‑
(Ts/τ)
，τ为衰减系数，Ts为采样周期，k为离散时间变量；δ[k]为电流冲激脉冲信号；p[k]为脉冲序列信号；q[k]为对称T形信号序列；r[k]为双极性锯齿信号序列；y[k]为尖峰信号序列。
[0025]进一步，所述步骤三中，平顶脉冲成形的时域递推差分方程如下所示：
[0026]δ[k]＝s[k]‑
d
·
s[k
‑
1]；
[0027]p[k]＝(δ[k]‑
δ[k
‑
N]+δ[k
‑
N
‑
D
‑
1]‑
δ[k
‑
2N
‑
D
‑
1])
‑
N
·
(δ[k
‑
N]‑
δ[k
‑
N
‑
1]+δ[k
‑
N
‑
D]‑
δ[k
[0028]‑
N
‑
D
‑
1])；
[0029]q[k]＝q[k
‑
1]+p[k]；
[0030]r[k]＝r[k
‑
1]+q[k]；
[0031]y[k]＝y[k
‑
1]+r[k]；
[0032]其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法，其特征在于，所述处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法包括：通过分析尖峰脉冲成形与衍生算法平顶脉冲成形结果的相关性，建立尖峰
‑
平顶双通道成形方法；利用尖峰脉冲成形通道判别脉冲堆积的严重程度，判断脉冲是否保留，并确定脉冲的产生位置；利用平顶成形通道提供峰值信号，提取脉冲幅度。2.如权利要求1所述的处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法，其特征在于，所述处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法包括以下步骤：步骤一，采集数字核能谱测量系统探头的电信号经前置放大器后的单指数衰减脉冲信号；步骤二，设定尖峰
‑
平顶双通道成形方法的上升下降时间N与平顶时间D，使用尖峰脉冲成形方法将单指数衰减信号转化为尖峰脉冲信号V
o1
；步骤三，使用平顶成形方法将单指数衰减信号转化为平顶脉冲信号V
o2
，搜索尖峰脉冲信号V
o1
中的所有尖峰峰值V
o1_max
与对应的峰值时刻k
o1_max
；步骤四，针对每一个峰值时刻k
o1_max
，判断V
o1
(k
o1_max
+D)是否大于V
o1_max
/2；若是，则抛弃；否则，提取平顶脉冲信号V
o2
中的平顶脉冲峰值V
o2
(k
o1_max
+D/2)；步骤五，根据提取得所有平顶脉冲峰值生成核脉冲能谱图。3.如权利要求2所述的处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法，其特征在于，所述步骤一中的单指数衰减脉冲信号为：V
i
(k)＝A
·
e
‑
k/τ
·
u(k)。4.如权利要求2所述的处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法，其特征在于，所述步骤二中，上升下降时间N与平顶时间D间满足关系：N＝2D。5.如权利要求2所述的处理核脉冲信号的数字尖峰
‑
平顶双通道成形方法，其特征在于，所述步骤三中，尖峰脉冲成形的时域递推差分方程如下所示：δ[k]＝s[k]
‑
d
·
s[k
‑
1]；p[k]＝(δ[k]
‑
δ[k
‑
N]+δ[k
‑
N
‑
1]
‑
δ[k
‑
2N
‑
1])
‑
N
·
(δ[k
‑
N]
‑
δ[k
‑
N
‑
1]+δ[k
‑
N]
‑
δ[k
‑
N
‑
1])；q[k]＝q[k
‑
1]+p[k]；r[k]＝r[k
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：李福生，韩晓坤，杨婉琪，赵彦春，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：