一种二次边缘形平顶脉冲成形方法技术

技术编号：41344434 阅读：4 留言：0更新日期：2024-05-20 10:00

本发明专利技术公开了一种二次边缘形平顶脉冲成形方法，用于对核辐射探测仪前端模拟系统输出的高阶脉冲信号进行二次边缘形平顶脉冲成形。该方法从系统函数的分解出发，并结合脉冲信号时域和z域的渐进式构造过程，克服了以往基于低阶典型性脉冲信号进行脉冲成形而忽略了物理系统的“高阶”性和“复杂”性的局限。成形后的二次边缘形平顶脉冲的丰富特性有利于在脉冲识别、重叠脉冲分解中采用高性能的分析算法（例如深度学习等），有利于大大提高能谱测量的精度。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二次边缘形平顶脉冲成形方法。

技术介绍

1、核辐射探测仪的前端模拟系统由探测器、前放、c-r/r-c网络、放大电路以及其他调理电路共同构成，系统函数表现出高阶性，因此其所输出的核脉冲波形同样表现出高阶复杂性。另外，由于二次边缘形平顶脉冲的“高阶性”、“瘦身性”、“平顶性”特点，这对于提高脉冲识别和重叠脉冲分解的准确性具有重要作用；自然地，能大大提高能谱测量的精度。

2、鉴于以上核辐射探测系统所输出核脉冲信号的高阶复杂性以及二次边缘形平顶脉冲的高阶复杂性和优点，本专利技术特地研究了如何将高阶复杂的核脉冲信号成形为高阶复杂的二次边缘形平顶脉冲的方法。为此，考虑到脉冲信号成形的复杂性，本专利技术采用了渐进式成形方法。

3、该方法从系统函数的分解出发，并结合二次边缘形平顶脉冲的时域和z域的渐进式构造过程，克服了以往完全基于低阶典型性脉冲信号(比如，指数衰减信号、阶跃信号、冲激信号等)进行脉冲成形而忽略了实际物理系统的“高阶”性和“复杂”性的局限，为“复杂”信号的“复杂”成形提供了一种新的手段。另外，成形后的二次边缘形平顶脉冲的“高阶性”、“瘦身性”、“平顶性”为后续在脉冲识别、重叠脉冲分解中所采用的高性能分析算法(例如深度学习等)提供了更为鲜明的信号特征，使脉冲识别更为准确(例如，所训练的深度学习网络具有更为准确的识别能力)，能大大提高能谱测量的精度。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于公开一种二次边缘形平顶脉冲成形方法，用于对核辐射探测仪的前

2、由于高阶系统输出的脉冲信号和二次边缘形平顶脉冲信号的表达式都较为复杂，把复杂的高阶性脉冲信号成形为二次边缘形平顶脉冲的过程就变得尤为困难，本专利技术采用了渐进式成形方法。

3、本专利技术对核辐射探测仪前端模拟系统输出的高阶性脉冲信号进行二次边缘形平顶脉冲成形是通过以下步骤①～⑧实现的。

4、步骤①首先设计数字化的二次边缘形平顶脉冲，其参数值根据核脉冲计数率换算得到，该脉冲具有“高阶性”、“瘦身性”、“平顶性”的特点。

5、步骤②根据二次边缘形平顶脉冲的参数na、nb、nc设计带陷型矩形脉冲，含时域及z域表达式。

6、步骤③根据二次边缘形平顶脉冲的参数设计斜坡型阶跃脉冲，含时域及z域表达式。

7、步骤④根据二次边缘形平顶脉冲的参数设计双极性锯齿脉冲，含时域及z域表达式。

8、步骤⑤根据双极性锯齿脉冲推导二次边缘形平顶脉冲的z域表达式。

9、步骤⑥二次边缘形平顶脉冲成形前的系统函数分解及系统逆函数的求取，按如下a～c环节实现：

10、a、系统函数的表达式为z域有理分式时的分解；

11、b、系统函数表达式为s域有理分式时的分解；

12、c、求逆系统的系统函数。

13、步骤⑦求取核脉冲信号输入逆系统的输出响应，采用级联响应逐级推进的方式。

14、步骤⑧核脉冲信号成形为二次边缘形平顶脉冲的算法，按如下环节进行：

15、根据步骤⑤中二次边缘形平顶脉冲y(z)的表达式，得到其对应的时域表达式y(n)；然后根据y(n)和系统输出响应对所测量的核脉冲x(n)进行二次边缘形平顶脉冲成形。

16、通过步骤①～⑧完成了对探测系统输出的高阶核脉冲信号进行了二次边缘形平顶脉冲的成形。

17、本专利技术的有益效果是：

18、由于核辐射探测器的前端模拟系统涉及的电路环节通常较多，系统函数表现出高阶性，因此其所输出的脉冲波形同样表现出高阶复杂性。另外，由于二次边缘形平顶脉冲的“高阶性”、“瘦身性”、“平顶性”特点，这对于提高脉冲识别和重叠脉冲分解的准确性具有重要作用；自然地，能大大提高能谱测量的精度。

19、鉴于以上核辐射探测系统所输出核脉冲信号的高阶复杂性以及二次边缘形平顶脉冲的高阶复杂性，本专利技术特地研究了如何将高阶复杂的核脉冲信号成形为高阶复杂的二次边缘形平顶脉冲的方法。为此，考虑到脉冲信号成形的复杂性，本专利技术采用了渐进式成形方法。

20、该方法从系统函数的分解出发，并结合二次边缘形平顶脉冲的时域和z域的渐进式构造过程，克服了以往完全基于低阶典型性脉冲信号(比如，指数衰减信号、阶跃信号、冲激信号等)进行脉冲成形而忽略了实际物理系统的“高阶”性和“复杂”性的局限，为“复杂”信号的“复杂”成形提供了一种新的手段。另外，成形后的二次边缘形平顶脉冲的“高阶性”、“瘦身性”、“平顶性”为后续在脉冲识别、重叠脉冲分解中所采用的高性能分析算法(例如深度学习等)提供了更为鲜明的信号特征，使脉冲识别更为准确(例如，所训练的深度学习网络具有更为准确的识别能力)，能大大提高能谱测量的精度。

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【技术保护点】

1.一种二次边缘形平顶脉冲成形方法，其特征在于，对核辐射探测仪前端模拟系统输出的高阶脉冲信号进行二次边缘形平顶脉冲成形是通过以下步骤①～⑧实现的：

【技术特征摘要】

1.一种二次边缘形平顶脉冲成形方法，其特征在于，对核辐射探测仪前端模拟系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄洪全，吴忠林，黄博睿，兰智勇，马兴科，陈德杰，王秋懿，管奕，陈闻，熊霖，徐鑫航，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：

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