一种具有脉冲宽度甄别的多道分析器

多道分析器剔除脉冲信号中干扰峰的方法一般是采取滤波电路,这不仅增加成本而且增加了电路设计的复杂性。论文提出了一种基于混合信号单片机的具有脉冲宽度甄别功能的多道分析器,利用脉冲宽度甄别技术可以直接剔除脉冲信号中的干扰峰,实现了滤波处理。通过软件与硬件设计实现了具有脉冲宽度甄别的多道分析器,并通过实验结果的比对说明脉冲宽度甄别在脉冲信号处理方面具有的实用意义。     

基于实时数字脉冲处理技术的核谱仪研究

本文提出一种基于80 MHz ADC的数字化γ能谱系统。系统由探测器、前端电路、ADC和数字处理单元组成。数字处理在FPGA中完成,主要包括FIR数字滤波、脉冲梯形成形、幅度甄别、数据通讯。为减小高速ADC在采集过程中引入的噪声信号,在数字处理单元实现FIR数字滤波,对数字脉冲信号先进行滤波处理,再进行脉冲梯形成形,得到高分辨率的能谱数据。测量系统中模拟信号全部采用直流耦合,数字脉冲宽度为1.6μs,对137 Cs的能量分辨率达6.88%。     

一种中子探测器放大电路的设计与实现

介绍了一种可用于中子探测器的放大电路的设计与实验验证。该电路由前置放大器、主放大器、脉冲幅度甄别器和触发器四部分组成。该电路采集正比计数管产生的微弱信号,由两级放大器对初始信号进行放大,并由脉冲幅度甄别器进行甄别成形,触发器形成固定宽度的方波脉冲供后续单片机系统采集计数。整机探测器在天然本底、252Cf中子源及模拟信号发生器下分别进行实验测试,实验结果证明了该放大电路的可靠性以及在中子探测器中的可用性。     

用于核反应测量的脉冲波形数字甄别系统设计方案

针对核物理实验对核反应测量脉冲波形甄别系统的性能要求,提出了基于多片高速A/D和高端FPGA的数字化脉冲波形甄别系统设计方案。高速A/D完成对探测器输出波形信号的数字化,而后通过可编程的方式在FPGA内部采用先进的数字信号处理算法完成对信号的甄别,可以解决模拟电子线路对超大信号难以处理的问题,进而对探测器输出不同粒子特征进行准确提取,实现准确实时地触发高速数据采集主板系统。     

用于复合闪烁体的α、β脉冲甄别电路设计

设计了一种用于复合闪烁体,能够甄别区分α、β脉冲信号的甄别电路,并给出了测试结果。结果表明该电路能很好地甄别α、β脉冲信号,满足了α、β复合闪烁体探测器的要求。     

GRM复合晶体探测器读出系统设计

针对SVOM卫星中的γ暴监视仪的叠成闪烁体探测器,设计了一套混合信号读出系统,用于获取GRM复合晶体探测器输出电压脉冲幅度与信号宽度,并根据脉冲的宽度对信号进行甄别分类。在系统设计中采用FPGA对系统进行时序控制,使用高速峰值保持电路对复合晶体输出信号进行峰值保持,利用RS232数据接口完成测试系统与PC机的数据交换。测试结果表明,本工作所设计的系统可稳定可靠地实现对复合晶体输出信号的获取与甄别分类。     

核脉冲计数数据采集系统研制

为满足核辐射探测器输出脉冲信号数据采集的需求,基于西门子PLC(S7-200)高速计数器HC4、HC5,研发了核脉冲计数数据采集系统。根据S7-200内嵌高速计数器原理,设计了周期脉冲计数数据采集实验,实验发现符合TTL标准的脉冲信号并不一定能被PLC高速计数器正确进行计数率测量。为此特别设计的甄别电路,满足了核辐射探测器输出信号经过放大器与甄别电路后转换为适合S7-200高速计数器HC4和HC5的输入信号。此外利用S7-200丰富的指令系统,执行核脉冲计数率连续测量和数据处理,并通过文本显示单元完成系统数据实时显示,实现了对核脉冲计数数据采集。     

基于采样定理的核信号数字高斯滤波成形研究

核能谱分析仪中,常采用模拟滤波成形电路处理探测器的输出信号,以满足后级电路对信号波形的需要并滤除噪声。由模拟电路实现的高斯成形系统,改变成形参数必须对硬件进行调整,灵活性及稳定性均不理想。为实现数字滤波成形,根据模拟Sallen-Key高斯滤波成形电路,推导出模拟高斯成形系统的冲激响应;再根据采样定理推导出了数字高斯成形系统的冲激响应。用该数字高斯成形系统对实测核脉冲信号进行处理的结果显示,数字核脉冲信号被滤波成形为准高斯信号,为核脉冲信号数字滤波成形的实现提供了一种新的实现方法。     

n-γ脉冲信号的仿真及其波形甄别技术研究

在中子探测过程中实现n-γ脉冲信号的甄别对中子探测具有重要意义。本文在LabVIEW平台上实现了n-γ脉冲信号仿真单元,并用电荷比较法和脉冲持续时间法对其产生的n-γ脉冲信号进行了数字化甄别。仿真实验及数据处理结果表明,电荷比较法与脉冲持续时间法都能实现n-γ甄别,但后者的甄别能力更强。     

裂变室输出信号数字化处理的仿真研究

中子通量密度是核反应堆工程中的一个重要参数,利用裂变室进行宽量程中子通量密度测量的数字化处理系统较传统的模拟电路有更大优势。本文基于数字化中子通量测量方案进行仿真研究,首先用计算机模拟带电子学噪声的裂变室输出信号仿真波形,提出在低通量和高通量的中子通量密度情况下,用数字梯形成形滤波和数字自适应参数滤波算法,不仅可以实现抗堆积和脉冲噪声有效甄别(脉冲模式)处理,提高计数率的准确度,而且能够提高均方值计算(坎贝尔模式)的准确度。     

基于FPGA的复合晶体二维脉冲形状甄别系统

在数字化前后沿脉冲形状甄别[1 ]的基础上,对脉冲数据采集系统进行改进,将脉宽信息直接加入脉冲事例信息.由此将脉冲事例的处理分为在线粗处理和离线精确处理:在线时设置一个偏大的阈值,只存储此阈值以下的事例信息;离线对获取的数据进行处理,得到脉冲幅度与脉冲宽度谱,根据谱的具体形状,设置精确的甄别阈进行事例判选.该设计很好地...     

Feedback Threshold Control Extends Pulse Rate Measurements into the Pileup Region

By using feedback control of the discrimination threshold we have added 4-6 decades to the useful range of otherwise conventional pulse counting systems. The additional range is obtained at the high end by retarding saturation of the output count rate with higher threshold levels. We have implemented the method with low-power microcircuits that provide a 9-decade range (10-5 to 104 R/h) without the need for range or mode switching.     

一个分辨时间小于3ns的快甄别-快计数系统

本文叙述一个快甄别-快计数电路的设计和结果。快甄别电路由高速砷化镓隧道二极管组成,快计数电路由ECL超高速D触发器组成。此系统的分辨时间小于3ns,甄别阈范围为10mV至400mV。     

基于DP310采集卡的数字化n-γ甄别

以DP310数据采集卡为基础,对液体闪烁探测器BC501A的输出信号进行了数字化n-γ甄别研究。分别采集了探测器阳极以及经放大器ORTEC460的信号,采用电荷比较法和上升时间法对探测器的n-γ甄别能力进行了研究。研究结果表明：采用上升时间甄别方法时,采样频率越高,甄别能力越强,当上升时间的选取区间为脉冲幅度的10%～80%时,其甄别能力最强;采用电荷比较法时,当快成分积分时间为25ns时,n-γ脉冲甄别能力最强,其M因子为1.56。     

Comparison of Pulse Shape Discrimination Methods for Phoswich and CsI:Tl Detectors

Comparison of four pulse shape discrimination (PSD) methods was performed on the same digitized pulses from two different detector configurations. Beta/gamma discrimination of ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs was performed using a phoswich detector made of BC400 and BGO scintillators. Alpha/gamma discrimination of ²¹⁰Po and ¹³⁷Cs was performed using a CsI:Tl scintillation crystal. The pulse waveforms were digitized with a DGF-4C and analyzed offline with IGOR Pro software. The four pulse shape discrimination methods that were compared include: constant fraction discrimination (CFD), rise time discrimination (RTD), constant time discrimination (CTD), and charge comparison (CC). The CTD method resulted in a spillover of 9.2% (Figure of Merit, FOM=3.9) and 0.25% (FOM=3.2), while the CC method resulted in a spillover of 9.9% (FOM=3.3) and 0.033% (FOM=3.7) for the phoswich and CsI:Tl detectors, respectively. Although the CTD results in the lowest spillover for high signal-to-noise pulses, the optimized CC method, as implemented here, appears to be the best PSD method overall. Analysis of the reciprocal of the pulse shape data typically resulted in a significantly higher FOM than conventional methods with no reduction in spillover. This simple mathematical transformation of the pulse shape data illustrates that the FOM may not be a good scheme for the quantification of PSD     

CLYC探测器n/γ聚类甄别方法研究

为了高性能分辨探测中子与γ射线，搭建了一套基于Cs₂LiYCl₆:Ce³⁺(CLYC)探测器和数字示波器的数字化核脉冲采集系统。通过Matlab编程，研究了系统聚类法和K-means聚类法两种n/γ脉冲波形甄别方法，并与传统的电荷比较法进行了对比。结果表明，两种聚类法均可准确分辨脉冲类别，K-means聚类法在计算时间和内存占用方面更具优势，有利于实时脉冲处理。该研究为研制基于CLYC探测器的n/γ双模式探测谱仪提供了一种有用的脉冲波形甄别技术解决方案。     

液闪探测器的几种n/γ甄别方法研究

利用液闪探测器研究了几种数字化波形甄别方法的n/γ甄别能力。以Am-Be源作为混合场源,用示波器对EJ-301和BC501A两种液闪探测器信号进行数字化采集,分别用上升时间法、电荷比较法、脉冲梯度分析和频率梯度分析等数字化波形甄别方法对采集的信号进行了n/γ离线甄别分析,比较了4种方法的甄别效果,并用MPD-4甄别单元从实验上验证了各方法的可靠性。结果表明：对于液闪探测器,4种数字化方法具有较好的甄别一致性和准确性,上升时间法的甄别效果最好,是实时甄别系统甄别算法的理想选择。