CN104155678A - 应用峰位检测方法实现的单道脉冲幅度分析器 - Google Patents
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Abstract
一种应用峰位检测方法实现的单道脉冲幅度分析器，其特征是它的工作电路中，被测量的核脉冲信号经放大器滤波成形后通过输入电路分别输出至上甄别电路、下甄别电路、峰位检测电路，经上、下甄别电路处理后的输出信号分别输入RS触发器电路的S端、R端，经下甄别电路、峰位检测电路处理后的输出信号分别输入与门电路输入端，RS触发器电路输出的反符合信号、与门电路输出的符合信号分别输入反符合成形电路，反符合成形电路输出计数信号。不会引入任何人为的死时间，极大的减少了单道脉冲幅度分析器的系统死时间，提高了计数率，电路结构简单，可适用于常用核辐射探测器输出信号测量。
Description
技术领域
本发明涉及信号检测领域，特别是一种单道脉冲幅度分析器。
背景技术
核物理信号是一系列随机的脉冲信号，每个脉冲代表一个物理事件，如进行射线探测时，每探测到一个射线就会产生一个核脉冲，脉冲的宽度包含射线的时间信息，脉冲的幅度包含射线的能量信息。脉冲幅度分析器对核脉冲信号进行甄别，将核脉冲信号转变为标准数字信号，单道脉冲幅度分析器输出的数字信号宽度相同，主要用于对核脉冲计数。为提高单道脉冲幅度分析器的计数率，需要减少单道脉冲幅度分析器系统的死时间，特别是减少人为因素导致的系统死时间。然而，现有各种单道脉冲幅度分析器都增加了展宽电路，即下甄别电路输出信号去触发单稳态电路，产生一个方波信号，然后将下甄别电路输出信号与方波信号相加。这个方波信号的宽度就是人为因素增加的系统死时间，导致计数率较低。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足之处，而提供一种双脉冲分辨时间短、系统死时间少、计数率高的应用峰位检测方法实现的单道脉冲幅度分析器。
本发明的目的是这样实现的：一种应用峰位检测方法实现的单道脉冲幅度分析器，其特征是它的工作电路由输入电路、阈值电压电路、上甄别电路、下甄别电路、RS触发器电路、峰位检测电路、与门电路、反符合成形电路组成，其中峰位检测电路由有源微分电路、过零比较电路、单稳态成形电路串接组成，阈值电压电路分别为上甄别电路、下甄别电路提供参考阈值电压，被测量的核脉冲信号经放大器滤波成形后通过输入电路分别输出至上甄别电路、下甄别电路、峰位检测电路，经上甄别电路、下甄别电路处理后的输出信号分别输入RS触发器电路的S端、R端，经下甄别电路、峰位检测电路处理后的输出信号分别输入与门电路输入端，RS触发器电路输出的反符合信号、与门电路输出的符合信号分别输入反符合成形电路，反符合成形电路输出计数信号。
本发明由于采用以上设计，无需对下甄别电路输出信号进行展宽，除去单道脉冲幅度分析器元器件本身的建立时间引起的死时间外，不会引入任何人为的死时间，极大的减少了单道脉冲幅度分析器的系统死时间，提高了计数率，电路结构简单，可适用于常用核辐射探测器输出信号测量。
附图说明
图1为本发明工作电路方框图；
图2为工作电路电路图；
图3为工作电路工作时序分析图。
具体实施方式
现结合附图所示实施例对本发明作出详细说明。
如图1所示，本单道脉冲幅度分析器的工作电路由输入电路1、阈值电压电路2、上甄别电路3、下甄别电路4、RS触发器电路5、峰位检测电路、与门电路9、反符合成形电路10组成，其中峰位检测电路由有源微分电路6、过零比较电路7、单稳态成形电路8串接组成。阈值电压电路2分别为上甄别电路3、下甄别电路4提供参考阈值电压V上阈、V下阈，核辐射探测器输出的随机脉冲信号Vi经放大器滤波成形后输出最大幅度小于10V的脉冲信号通过输入电路1分别输出至上甄别电路3、下甄别电路4、峰位检测电路，其中，上甄别电路3、下甄别电路4根据参考阈值电压进行比较，当输入信号脉冲幅度大于参考阈值电压时，上甄别电路3输出负脉冲VU、下甄别电路4输出正脉冲VL，否则，不输出脉冲，而峰位检测电路只要有输入脉冲，便产生一个峰位检测信号VF。经过上甄别电路3和下甄别电路4处理的输出信号VU、VL分别输入RS触发器电路5的S端、R端，经下甄别电路4、峰位检测电路处理后的输出信号VL、VF分别输入与门电路9输入端，RS触发器电路5输出的反符合信号V反符合、与门电路9输出的符合信号V符合分别输入反符合成形电路10，经反符合判断后输出一个计数脉冲。
如图2所示，输入电路1由3DG4、3CG14高频小功率三极管T1、T2组成复合管射极跟随器。阈值电压电路2直接由IN4736 5V稳压二极管D1、D2给出，通过100K电位器W1、W2分别调节上甄别器、下甄别器阈值参考电压，简单实用。上甄别电路3由LM710高速电压比较器U1组成，为防止反复触发，辅以外围电容、电阻组成迟滞电压比较器，当输入信号Vi脉冲幅度大于参考阈值电压时，输出负脉冲Vu，上甄别电路3滞后电压为89mV。下甄别电路4由LM710高速电压比较器U2和SN74LS00非门U3A组成，为防止反复触发，辅以外围电容、电阻组成迟滞电压比较器，下甄别电路4滞后电压为89mV，当输入信号Vi脉冲幅度大于参考阈值电压时，输出正脉冲VL。RS触发器电路5由SN74LS279 RS触发器芯片U4构成，上甄别电路3输出端与RS触发器电路5的S输入端相连接，下甄别电路4输出端与RS触发器电路5的R输入端相连接，RS触发器电路5输出端输出一个反符合信号V反符合。峰位检测电路由有源微分电路6、过零比较电路7、单稳态成形电路8组成，单稳态成形电路8输出信号VF作为峰位检测电路的输出信号，其中有源微分电路6由LM318运算放大器芯片U5辅以电阻、电容组成，过零比较电路7由LM710高速电压比较器芯片U6辅以电阻、电容组成迟滞电压比较器，滞后电压值为89mV，单稳态成形电路8由SN74121单稳态芯片U7辅以外围电容组成，采用下降沿触发、内部定时的接法，输出脉冲宽度为120ns。与门电路9由SN74LS00非门U3B、U3C代替，第一输入端与峰位检测电路输出端相连接、第二输入端与下甄别电路4输出端相连接、输出端输出一个符合信号V符合。反符合成形电路10由74LS122单稳态多谐振荡器U8、SN74LS00非门U3D构成，RS触发器电路5的输出端、与门电路9的输出端分别与反符合成形电路10的反符合输入端、符合输入端相连接，进行反符合判断，同时可以调节输出脉冲宽度，输出一个计数脉冲。
如图3所示，应用峰位检测方法实现的单道脉冲幅度分析器工作可以分为三种情况：Vi<V下阈、V下阈<Vi<V上阈和Vi>V上阈。
当Vi<V下阈时，即输入信号Vi幅度小于下甄别电路4的参考阈值电压V下阈时，上甄别电路3、下甄别电路4均无输出，但是峰位检测电路有信号输出，此时单道反符合成形电路10无有效输出。
当V下阈<Vi<V上阈时，即输入信号Vi幅度高于下甄别电路4的参考阈值电压V下阈而低于上甄别电路3的参考阈值电压V上阈时，上甄别电路3无输出，其输出端保持高电平，即RS触发器电路5的S输入端保持高电平、R输入端连接下甄别电路4输出端，则RS触发器电路5输出端始终保持低电平。下甄别电路4输出一个正脉冲VL，其与峰位检测电路输出信号相与产生一个正脉冲信号，此时反符合成形电路10输出一个有效正脉冲VO。
当Vi>V上阈时，即输入信号Vi幅度高于上甄别电路3的参考阈值电压V上阈时，上甄别电路3输出负脉冲VU，下甄别电路4输出正脉冲VL，依据RS触发器电路5的触发规则，VL与VU产生反符合信号V反符合，可保证V反符合将V符合完全包裹，此时反符合成形电路10没有有效输出。
Claims (2)
1.一种应用峰位检测方法实现的单道脉冲幅度分析器，其特征是它的工作电路由输入电路（1）、阈值电压电路（2）、上甄别电路（3）、下甄别电路（4）、RS触发器电路（5）、峰位检测电路、与门电路（9）、反符合成形电路（10）组成，其中峰位检测电路由有源微分电路（6）、过零比较电路（7）、单稳态成形电路（8）串接组成，阈值电压电路（2）分别为上甄别电路（3）、下甄别电路（4）提供参考阈值电压，被测量的核脉冲信号经放大器滤波成形后通过输入电路（1）分别输出至上甄别电路（3）、下甄别电路（4）、峰位检测电路，经上甄别电路（3）、下甄别电路（4）处理后的输出信号分别输入RS触发器电路（5）的S端、R端，经下甄别电路（4）、峰位检测电路处理后的输出信号分别输入与门电路（9）输入端，RS触发器电路（5）输出的反符合信号、与门电路（9）输出的符合信号分别输入反符合成形电路（10），反符合成形电路（10）输出计数信号。
2.如权利要求1所述的应用峰位检测方法实现的单道脉冲幅度分析器，其特征是所述的有源微分电路（6）由LM318运算放大器芯片U5辅以电阻、电容组成，过零比较电路（7）由LM710高速电压比较器芯片U6辅以电阻、电容组成迟滞电压比较器，单稳态成形电路（8）由SN74121单稳态芯片U7辅以外围电容组成。
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