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数字化核能谱获取系统的研究

张软玉  
【摘要】:核能谱是高能物理、核物理、重离子物理等基础研究和核技术应用常需获取的基本且重要的核信息之一,核能谱获取方法的改进和新型获取方法的研究一直是核测量领域一个重要研究课题。高速ADC、各种数字化器件、实时操作系统和微处理器等的快速发展,为新一代数字化核能谱获取系统的诞生奠定了坚实的基础。使之成为国内外相关领域关注的一个热点课题。 根据目前常用核探测器系统输出信号的特点,一套数字化核能谱获取系统应包括波形数字化系统(其中包含前端条件线路、ADC线路、数据缓存和交互系统)、数字核信号处理系统及结果显示和分析系统。数字化核能谱获取系统的研究工作包括:对探测器系统输出模拟核信号实现数字化的研究;核信号的处理原理和方法的研究;对数字化测量系统的组成原理和方法的研究。其中数字核信号处理方法的优劣直接影响了整个系统性能的好坏,因此本论文以此作为工作重点之一。 本论文研究并建立了核信号数值仿真的原理和算法,在MatLab7.0环境下实现了数字化随机核信号发生器。可仿真不同性能的核探测器以不同的计数率和噪声水平输出的数字核信号流。为开展数字化能谱获取系统的研究提供了必要的工具。 在核探测器和前置放大器获取核信息及波形数字化系统将模拟核信号数字化的过程中,都不可避免地会使核信号发生畸变,影响测量结果的精度。本文将核信号获取过程中产生的信号畸变分为核信号获取中产生的畸变(简称A类畸变)和模拟核信号数字化过程中引入的畸变(简称D类畸变)。分别采用建立适当的前端条件线路减小D类畸变、建立合适的数字优化滤波方案减小A类畸变的方法,为数字化能谱获取系统的组成方法提供了一种有效模式。 在建立数字核信号处理系统时,根据匹配滤波器具有最佳的信噪比的理论,


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