[实用新型]核脉冲峰值采样装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及核脉冲信号采集及信号处理领域，更具体涉及一种核脉冲峰值采样装置，能够及时采集核脉冲信号峰值电压数据，并通过USB接口传输到计算机上呈现出来的一种系统。可有效的实现峰值电压采集，够减小系统死时间，简化硬件电路，可应用于相关核信号检测仪器。

背景技术

核脉冲信号的检测和处理已在相关的核检测仪器中得到广泛的应用。常用的核脉冲信号的幅度甄别是将探测器输出的信号依次经过前置放大、无源CR-RC整形，模拟信号展宽后送至A/D转换器。无源CR-RC整形硬件电路的拓扑结构复杂。在峰值识别采样电路方面，现行多采用峰值展宽电路，此方式通常对输入信号整形时间常数要求较高，因而反应时间较长。

峰值展宽电路有使用独立器件自行连接设计的，若要取得较好的性能，通常结构复杂，成本高昂。也有使用集成峰值保持器件的，例如PKD01，但此类模拟器件并不是为核脉冲信号这种高速脉冲信号设计的。以PKD01为例，其电压转换率仅为0.5V/uS。为了满足PKD01对输入信号要求，则CR-RC整形时间常数会被设的很大，结果是单个脉冲占用的时间长，整个系统的通过率低，另外此器件已经停产。

另外还有基于高速采样的核脉冲信号获取系统，其原理类似于数字示波器。这类系统原理简单，但若想取得良好性能则采样ADC的位数需在10bit以上，采样速率在1Mbps以上。单位时间采集的数据量大(2Mbyt以上)需用到高速模拟及数字处理电路，电路设计难度大，成本高。

发明内容

本实用新型的目的是在于提出了一种核脉冲峰值采样装置。该装置结构简单，使用方便，用于相关核信号检测仪器，可有效的实现峰值电压采集，具有减小系统死时间，简化硬件电路的优点。

为了实现其上述的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种核脉冲峰值采样装置，包括核脉冲信号，放大整形电路，峰位甄别电路，采样及模数转换电路，通讯及控制系统，计算机，峰位甄别电路中包括有源微分电路和过零比较电路。

核脉冲信号采集装置由探测器探测的核脉冲信号经由放大整形电路进行放大整形，整形后信号同时进入峰位甄别电路进行峰位的判别。采样及模数转换电路接收峰位信号时保持峰值点电压值并数字化。采集得到的信号峰值电压数据传递到通讯及控制系统，通讯及控制系统则对所得数据进行进一步数据处理后将所得数据通过计算机显示出。

其中：放大整形电路为比例放大电路和低通有源滤波电路(见图3)组成。包括R1、R2、C1、C2、U1。U1为运算放大器AD8610。电阻R1分别连接到电容C1和电阻R2，电阻R2分别连接到电容C2和运算放大器U1的3脚。电容C1的另一端连接到运算放大器U1的6脚输出端。电容C2的另一端连接地。是两极有源滤波电路，其中C1∶C2＝1∶2，运算放大器要求带宽在20M以上，转换率在20V/μs以上。完成信号处理即图7所示二次低通滤波电路整形输出反向输出信号。

信号由低通有源滤波电路滤波后得到波形(图7)，此波形接近高斯波形。由于探测器输出的信号，峰顶宽度比较窄，无法满足采样保持器对输入信号特性要求，因此，需对输入信号进行整形。运用无源的RC-CR电路进行脉冲信号的整形放大，其拓扑结构复杂，成本高，不易实现。为了简化电路，本新型实用运用两级有源滤波电路进行信号的整形，有效的简化电路，可实施性好。

图1中的峰位甄别电路包括有源微分电路，过零比较电路，(见图2)。由放大整形电路将整形后的模拟信号即放大整形电路输出信号同时输入到有源微分电路和采样及模数转换电路。采样及模数转换电路会对信号进行采样，信号由有源微分电路做微分处理，通过微分电路进行峰位识别，当判别信号处于峰位时过零比较电路会有信号跳变从而传递给采样及模数转换电路将此时的采样数据判定为峰位数据。

本装置采用集成高速采样器采集整形后的核脉冲峰值电压值，为确保采样保持的是脉冲的峰值就必须对其进行峰值判断，采用模拟有源微分电路对整形输出信号进行微分，再通过过零比较的方法进行峰位值判断，峰位判断精度高，直接采用高速采样器采样峰值电压避免了采用模拟展宽器，集成的模拟高速采样器对输入信号的整形时间常数要求低，可有效避免高计数率下的大时间常数整形带来的脉冲堆积问题，减小系统误差，提高了系统的通过率。