[发明专利]时域内核脉冲信号放大电路的数值分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及时域内的核脉冲信号处理技术，尤其是核脉冲信号放大电路的数值分析方法。

背景技术

核辐射测量中，放大器有两种形式，一是前置放大器，二是主放大器。前置放大器被尽可能近地同探测器放置在一起，以减少探测器输出端到放大器输入端之间的分布电容的影响，提高信噪比以及减少外界干扰。主放大器被用来将前置放大器的输出信号作进一步放大和成形，同时保持探测器输出的有用信息，如射线的能量信息和时间信息等，尽可能减少它们的失真。

前置放大器和主放大器的设计往往以运算放大器为基础。通过将运算放大器、电阻和电容等进行组合，并引入反馈组成反相放大电路和同相放大电路等常用电路，从而实现对核信号的滤波、放大以及成形等功能。根据设计的电路，可以建立微分方程，但由于核信号具有统计涨落的特点，在时域内不能得到微分方程的解析解。通常，对前置放大器和主放大器的数字分析往往是通过拉普拉斯变换、傅里叶变换或小波变换等纯数学处理，从时域转换到频域中，再进行相关的数字分析。但是，频域内的分析不能体现核脉冲信号在时域内的相关重要特点，如脉冲宽度、脉冲形状和脉冲幅度等。

发明内容

本发明的目的是提供一种时域内核脉冲信号放大电路的数值分析方法，该方法克服了传统的拉普拉斯变换、傅里叶变换或小波变换等数学分析方法的诸多不足，进而在时域内对核脉冲信号的宽度、形状和幅度进行独立的分析与控制，从而为实际核脉冲信号放大电路的设计与测试提供指导与参考。

本发明的技术方案为：一种时域内核脉冲信号放大电路的数值分析方法，其步骤：A、基于反相放大电路或同相放大电路，运用基尔霍夫电流定律建立节点的电流传递方程；B、传递方程经过形式变换后，输入与输出之间函数关系被表示为一阶微分方程；C、运用数值微分法求解该方程，从而得到反相放大或同相放大电路的数值模型。

本发明具有如下优点：1.在系统研究方法上，建立了核脉冲信号放大电路时域内的数值模型；2.在电路功能上，主要完成核脉冲信号放大电路输出信号的宽度、形状和幅度综合分析，并通过计算机仿真给出了仿真测试结果；3.在电路性能上，通过分析仿真测试结果，数值模型对输入信号进行放大的同时对噪声等干扰信号由明显的抑制。

附图说明

图1反相放大电路。

图2同相放大电路。

图3反相放大电路数值模型仿真波形图。

图4同相放大电路数值模型仿真波形图。

具体实施方式

一种时域内核脉冲信号放大电路的数字值分析方法：

对于反相放大电路：

图1中标记一个节点，根据基尔霍夫电流定律建立如式⑴～⑵的2个传递方程。

vi-vnR1=vn-voRf+C·d(vn-vo)dt---(1)]]>

v_n＝v_p＝0    ⑵

由⑴，⑵式可得⑶式，