[发明专利]一种核脉冲信号的测量装置及测量方法

说明书

一种核脉冲信号的测量装置及测量方法，测量装置包括：积分电路(1)，用于处理核脉冲信号，并输出一电压信号，其由运算放大器和积分网络组成，积分网络由第一支路和第二支路并联组成，第一支路由第一电阻和第二电阻串联组成，第二支路由电容和第三电阻串联组成；比较器(2)，用于将电压信号与一阈值电压进行比较，并根据比较结果翻转其输出状态；三态门(3)，其输出端连接至第一电阻和第二电阻，当比较器(2)的输出状态发生翻转时，三态门(3)切换其输出端的状态；时间数字变换器(4)，用于在检测到比较器(2)的输出状态发生翻转时，输出时间戳。测量装置能够同时读出核脉冲信号的时间和能量信息，且结构简单、集成度高。

技术领域

本公开涉及核信号测量领域，具体地，涉及一种核脉冲信号的测量装置及测量方法。

背景技术

核探测器接收到入射的核或粒子后，其输出脉冲信号一般包含入射粒子的能量信息、时间信息和位置信息，其中能量和时间是最基本的信息。核探测器输出的核脉冲信号一般为电流脉冲信号，若要同时测量核信号的时间和能量信息，传统方法将被测核信号分为两路，一路送给快放大电路，将快电流信号转换为快电压信号，通过某种定时机制(如前沿定时电路)给出定时信；另一路送给电荷积分电路，实现核脉冲总电荷(即核脉冲能量)到电压信号的转换，再用模拟数字变换器采样该电压信号波形，采样点的最大值就是核脉冲能量值。

随着核探测器技术的发展，一个探测器所含的通道数越来越多，如果每一个通道的测量都要分成两路，分别实现时间和能量测量的话，会使得测量电子学的规模越来越大。目前，有两种技术途径提高其电路集成度，时间读出驱动的能量测量方法或将时间读出和能量读出合二为一，但是现有技术仍面临着电路结构复杂、测量精度低的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开鉴于上述问题，提供了一种核脉冲信号的测量装置及测量方法，能够同时测得核脉冲信号的时间信息和能量信息，并在不降低其测量精度的前提下，极大地简化了电路结构，以至少解决以上技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种核脉冲信号的测量装置，包括：积分电路，用于处理所述核脉冲信号，并输出一电压信号，所述积分电路由运算放大器和积分网络组成，所述积分网络由第一支路和第二支路并联组成，所述第一支路由第一电阻和第二电阻串联组成，所述第二支路由电容和第三电阻串联组成；比较器，用于将所述电压信号与一阈值电压进行比较，并根据比较结果翻转其输出状态；三态门，其输出端连接至所述第一电阻和第二电阻，当所述比较器的输出状态发生翻转时，所述三态门切换其输出端的状态；时间数字变换器，用于检测所述比较器的输出状态，当检测到所述比较器的输出状态发生翻转时，输出时间戳。

可选地，当所述电压信号大于所述阈值电压时，所述三态门输出端为第一状态，当所述电压信号小于所述阈值电压时，所述三态门输出端为第二状态。

可选地，所述第二状态为高阻态，当所述三态门的输出端为第一状态时，所述三态门对所述积分网络进行放电。

可选地，所述第三电阻的阻值小于第一预设值，使得所述高电平的持续时间不小于所述核脉冲信号的时间常数的3倍。

可选地，所述第三电阻的阻值大于第二预设值，并且所述第三电阻的阻值×电容的电容值≤1/5×高电平的持续时间。

可选地，所述阈值电压大于所述测量装置及核脉冲信号中的噪声电压，且小于第三预设值。

可选地，所述比较器为低压差分信号接收器。