數(shù)字核儀器系統(tǒng)中高斯成形濾波的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、核信息的獲取和處理在許多基礎(chǔ)科學(xué)研究和應(yīng)用科學(xué)研究中有著重要應(yīng)用。由標(biāo)準(zhǔn)化模塊插件組成的傳統(tǒng)模擬核儀器系統(tǒng)，模塊插件的功能由生產(chǎn)廠家定義并固化在硬件上，用戶難以根據(jù)變化的測量需求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整或優(yōu)化，促使研究人員探索和開發(fā)新型的核儀器系統(tǒng)平臺。數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展為新型核儀器系統(tǒng)平臺的開發(fā)提供了契機(jī)。 在數(shù)字核儀器系統(tǒng)中，探測器-前放輸出的信號經(jīng)過必要的帶寬限制和增益調(diào)節(jié)之后，立即被高速ADC數(shù)字化，信號處理完全在數(shù)字域里進(jìn)行。同

2、一數(shù)字核儀器系統(tǒng)平臺，通過設(shè)計不同的數(shù)字處理算法，就可以完成不同的測量任務(wù)；用戶可以根據(jù)一些特殊的測量要求對算法進(jìn)行優(yōu)化，以得到最佳測量結(jié)果。在數(shù)字域里，只要認(rèn)清了表征信息的信號特征，總可以找到一定的方法從信號特征中提取我們所需的信息。 輻射信號在輻射事件發(fā)生時刻具有突變性，突變點(diǎn)的特征攜帶了輻射事件的重要信息。小波分析是一種新穎的信號處理工具，具有表征信號突變特征的能力。 本文利用小波分析技術(shù)對輻射信號進(jìn)行了系統(tǒng)的分析

3、和處理，實(shí)現(xiàn)了輻射信號的直接高斯成形。由小波分析導(dǎo)出的輻射信號高斯成形濾波器，有一個突出的優(yōu)點(diǎn)：能夠同時準(zhǔn)確提取輻射信號所攜帶的能量信息和時間信息——高斯成形的最大幅度表征了輻射粒子的能量信息，高斯成形的最大幅度的位置表征了輻射事件發(fā)生的時間信息。 基于小波分析導(dǎo)出的高斯成形濾波器，具有帶通特性，通過選擇合適的尺度參數(shù)，可以使高斯成形濾波器輸出的噪聲均方值最小，獲得最佳信噪比。 利用噪聲轉(zhuǎn)角時間常數(shù)和指數(shù)衰減時間常數(shù)的評

4、估算法，可以為高斯成形濾波器的參數(shù)設(shè)計提供幫助。通過小波消噪技術(shù)對采樣的含噪指數(shù)信號進(jìn)行去噪處理，有效地提高了指數(shù)衰減時間常數(shù)的評估精度。 基于高斯成形濾波器導(dǎo)出了能譜測量的數(shù)字算法。在脈沖探測算法中，除傳統(tǒng)的閾值(Threshold)判別外，最小脈沖寬度(MinWidth)和最大有效脈沖寬度(MaxWidth)判別標(biāo)準(zhǔn)的存在，降低了有效脈沖誤判和漏判的概率。利用高斯成形濾波器的線性相位特征，直接在快濾波器探測到的脈沖到達(dá)時間點(diǎn)

5、tpeak上捕獲慢濾波器的輸出，就可以得到脈沖幅度的測量值，簡化了幅度捕獲過程?；诟咚钩尚螢V波器的脈沖堆積校正算法，既可改善能譜的能量分辨率，又不至于降低系統(tǒng)的脈沖通過率。系統(tǒng)的輸出脈沖計數(shù)率接近于實(shí)際的輸入脈沖計數(shù)率，近似情況下，測得的能譜不需死時間校正。 描述了高斯成形濾波器的遞歸近似實(shí)現(xiàn)算法。線性相位遞歸近似算法可以同時提取幅度和時間信息，能夠充分發(fā)揮高斯成形濾波器的優(yōu)異性能;但因其用到了反因果濾波器，需要較多的存儲資源