[发明专利]一种自适应级联消褶积梯形合成的数字脉冲幅度分析器

说明书

技术领域

本发明涉及数字脉冲幅度分析器，尤其涉及涉及一种自适应级联消褶积梯形合成的数字脉冲幅度分析器。

背景技术

消褶积(deconvolution)是消除前级滤波器滤波作用的数学处理方法。消褶积器就是使其脉冲响应与信号褶积时，能消除某些前面加到信号上的滤波作用。因此，可以通过消褶积将这些滤波作用去掉，近似地恢复原始信号的形状。在核脉冲信号的幅度提取方面，消褶积器可以提高核脉冲信号的幅度分辨能力。

脉冲幅度分析器是能谱分析仪测量的关键部件。核辐射探测器输出的脉冲幅度与核辐射单个射线能量成正比，按脉冲幅度不同测量其计数，从而得到脉冲幅度谱(即能谱)。

梯形合成：梯形合成是一种用于数字化核脉冲信号滤波成形的重要方法。

如图1所示，为现有的脉冲幅度分析器，A₀正比于A₁.当准确获知A₀即可准确获知A₁，获取A₀的方法即为脉冲幅度分析方法，目前主要有数字式脉冲幅度分析方法与模拟式脉冲幅度分析方法两大类。

为了获得准确的幅度提取效果，通常设计的消褶积器与梯形合成器都有一个假设前提，即为输入的核脉冲信号其上升时间为零，下降为标准指数信号。符合上述假设前提才能得到最优的脉冲幅度分析效果。

快速上升的标准指数信号经过模数转换器(ADC)离散化后，采用消褶积的方法进行运算，可还原得到其原始的电流脉冲信号也就是单位脉冲冲激响应，而单位冲激响应与期望成形的波形(譬如梯形)进行褶积(Recursive)即可得到与输入原始电流脉冲成正比的梯形信号，通过提取梯形信号的平顶值即可反推出入射射线能量大小。

传统的脉冲幅度分析方法有如下问题：

1、实际上的核脉冲信号都不是理想的指数信号，往往会因为前放的输出电压压摆率不足，带宽不够导致上升时间变长从而导致核脉冲信号上升沿变得缓慢，从而使传统的单级数字脉冲幅度分析无法得到理想效果。

2、针对某些核辐射探测器，譬如CSI(Tl)闪烁体其发光成分分为快、慢两种成分，而慢成分可达1微秒多，从而前放所收集到的电流脉冲持续时间很长，使前放输出的核脉冲信号上升沿变得很缓慢。

3、前放输出的信号往往会经过较长的传输线，才到达主放大器，而不同的传输线其等效寄生电容C_L不同，如同轴电缆C_L较大，则前放输出信号又相当于经过了一级低通滤波器。同理，倘若多道的模拟信号链路上设计的不合理，也会引入类似的低通滤波效果从而使核脉冲信号的下降部分不是标准的指数信号，而是多级低通滤波器的级联效果，使幅度分析效果变差。

上述1、2和3三种情况使所获得的核脉冲信号属于非标准的指数信号，而且引入了多个极零点的畸变指数信号。从而使现有单级消褶积器的数字脉冲幅度分析器无法达到优异效果(如图2a和2b)。则需要设计可对多级低通滤波进行消褶积的级联数字脉冲幅度分析器。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种自适应级联消褶积梯形合成的数字脉冲幅度分析器。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种自适应级联消褶积梯形合成的数字脉冲幅度分析器，包括消褶积器、消褶积效果识别器和梯形合成器；所述

消褶积器，为多级级联消褶积器，通过消褶积参数M的调节来调节消褶积；

消褶积效果识别器，用于判别消褶积的效果；

波形合成器，可形成波形为梯形的合成器，梯形合成器用于输出与所输入的电流脉冲成正比的梯形信号。

与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：

消褶积识别器通过调节参数M来调节消褶积器，实现快速自动的消褶积效果，减少了传统人工寻找最优M的时间；且提供的波形合成器可形成梯形或三角形波形。

附图说明

图1是现有脉冲幅度分析器结构示意图；

图2a和图2b是现有脉冲幅度为非指数信号和引入了多个极零点的脉冲信号示意图；

图3是级联消褶积梯形合成的数字脉冲幅度分析器结构示意图；

图4是消褶积器的设计框图；

图5是梯形合成器设计框图；

图6是梯形合成器脉冲信号示意图。