[发明专利]一种基于数字PZC系统调节脉冲宽度的方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于数字PZC系统调节脉冲宽度的方法及系统，采用逆系统方法重新推导了PZC电路基于时域的数值递推解，重构的数字PZC电路物理模型更加通用，简化了原有的PZC数字模型，并拓宽了数字PZC系统的应用范围，把模拟PZC系统中只能实现脉冲信号变窄的功能拓展到数字PZC系统既能变窄脉冲还能展宽脉冲信号。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其是一种基于数字PZC系统调节脉冲宽度的方法。

背景技术

在核辐射测量系统中，探测器输出的信号特点是前沿上升较快，后沿下降到基线很慢的负指数信号，其顶部随时间指数规律下降，具体规律可参考1983年王经瑾在原子能出版社发表的核电子学，以及1989年王芝英在原子能出版社发表的核电子技术原理。当计数率较高时，脉冲尾部堆积会引起明显的基线漂移，造成峰位发生移动和谱仪能量分辨率变坏，且叠加后的脉冲可能完全堵塞后级放大器使其不能正常工作。

核信号处理中，一般第一级是极零相消(pole zero cancellation，PZC)系统，第二级是放大成型系统，第三级是多道或者计数器系统，随着数字技术的发展，目前的第二级放大成型系统越来越简单化，第二级的成型等功能已经开始在第三级DPP数字成型能谱系统中来实现。

在多道脉冲幅度分析器的设计中，为了降低脉冲堆积概率，通常在前放输出信号后主放大器的第一级采用模拟极零相消技术将信号脉冲宽度变窄再将信号输出到后级放大器。在数字多道脉冲幅度分析器的设计中已经开始研究多种数字变换的方法来进行信号处理，包括数字极零相消技术来调节探测器信号脉冲宽度，电路分析采用Laplace变换或者Z变换(z-transformation)来分析，这些都只能实现输出的信号比输入的信号更加的窄，不能实现脉冲的数字信号展宽与变窄。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述技术存在之不足，提出一种基于数字PZC系统调节脉冲宽度的方法，该方法采用数字微分以及逆系统的方法重新分析了PZC系统，构建了新的数字PZC系统，可以实现脉冲的数字展宽与变窄两种功能。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：

一种基于数字PZC系统调节脉冲宽度的方法,其包括以下步骤：

S1核信号处理：将核信号输入PZC电路，调节输出信号的宽度；

S2模数转换：对S1中输出的模拟信号通过ADC转换成数字信号；

S3将数字信号通过数字CR逆变换还原成阶跃信号；

S4将阶跃信号再经过数字CR变换得到宽度可调的负指数信号。

本发明中所述的一种基于数字PZC系统调节脉冲宽度的方法，其进一步地优选方案是：S3中CR逆变换的数字解过程如下：基于CR系统的数字解公式其中X(n)为输入信号数字化，Y(n)为输出信号数字化，K＝dt/(RC)，将上述公式经过CR逆变换得到

X[n+1]-X[n]＝(1+K)*Y[n+1]-Y[n]

整理得到

X[n+1]-X[n]＝K*Y[n+1]+(Y[n+1]-Y[n])

将该公式做积分变换得到

X[n+1]＝K*ΣY[n+1]+Y[n+1]从而实现数字CR逆变换。

本发明中所述的一种基于数字PZC系统调节脉冲宽度的方法，其进一步地优选方案是：S4中数字CR变换的数字解过程如下：令信号Y[n]经过数字C-R逆系统得到信号为X[n]，信号X[n]通过数字C-R系统得到信号Z[n]则

Z[n+1]＝(Z[n]+X[n+1]-X[n])/(1+K₂)