1.一种数字化核能谱测量系统中的脉冲阶梯成形方法,其步骤:(1)若负指数信号的衰减时间为τ,信号的峰值幅度为A,用函数可表示为 利用如下公式将输入负指数脉冲信号转换为阶梯信号:S=E=Aτ
其中S表示负指数信号的面积,E可表示该负指数信号所拥有的能量;
可通过负指数脉冲信号的尾部信息对其脉冲幅度进行修正,对输入信号进行连续的AD采样,得到连续的采样序列:A(1)、A(2)、…、A(n-1)、A(n),利用如下公式可将连续的负指数脉冲采样序列转换为阶梯信号:S=E=Aτ
=A(1)×Δt+A(2)·τ
=A(1)·Δt+A(2)·Δt+A(3)·Δt+......+A(n-1)·Δt+A(n)·τ其中Δt表示AD采样周期,令Δt=”1”,则上式可表示为:S=E=A(1)+A(2)+A(3)+......+A(n-1)+A(n)·τ(2)采用小梯形面积代替小矩形面积,则上式可表示为:S=E=A(1)/2+A(2)+A(3)+......+A(n-1)+A(n)/2+A(n)·τ其中:A(1)/2+A(2)+A(3)+......+A(n-1)+A(n)/2为已放电能量,A(n)·τ为剩余能量;
(3)进一步将上述公式变换为递归算法,求得转换后的阶梯形能量Eladder(n):Edischg(1)=Edischg(2)=A(1)/2Eladder(1)=0
Edischg(n)=Edischg(n-1)+A(n-1) n≥3Eladder(n)=Edischg(n)+A(n)/2+A(n)·τ n≥2其中Edischg(n)表示已放电能量,Eladder(n)表示转换后的阶梯形能量;
(4)对连续的阶梯形能量波形Eladder(n)进行一阶数值微分,得:dEladder(n)=Eladder(n)-Eladder(n-1)若输入信号的纹波干扰及噪声等幅度范围大于ε,如果满足条件:dEladder(n)/τ>ε n≥2则该点必为阶梯形能量波形新台阶的上升沿,同时也是新的负指数脉冲信号的上升沿,如果满足条件:dEladder(n)/τ≤ε n≥2则该点必为阶梯形能量波形新台阶的下降沿,同时也是负指数脉冲信号的下降沿;
(5)若在FPGA中可使用改进的滑动平均值法对阶梯形能量波形的台阶平台进行滤波,在FPGA中开辟N个点的循环缓冲区,用于缓存阶梯形能量波形数据Eladder(n),公式如下:Eavr(n)=Esum(n)/N n≥1其中Esum(n)表示累加后的总能量,Llad表示阶梯平台长度,Eladder(n)表示第n个点的阶梯形能量波形数据,即最新的一个数据,Eoldest(n)表示最老的一个数据,Eavr(n)表示滤波后的平均值;
若在CPU或计算机中可直接使用平均值法对阶梯形能量波形的台阶平台进行滤波,公式如下:Eavr(n)=Esum(n)/Llad n≥1其中Esum(n)表示累加后的总能量,Llad表示平台长度,Eavr(n)表示滤波后的平均值;
(6)利用下列公式求各个负指数脉冲信号的能量Epulse及其峰值幅度Ppulse:Epreavr=Eavr(n-1) 其中Epreavr表示前一个平台的能量平均值,Epulse(n)表示各个负指数脉冲对应的能量,Ppulse(n)表示各个负指数脉冲信号的峰值。