CN104300941A - 一种核脉冲处理电路 - Google Patents

一种核脉冲处理电路 Download PDF

Info

Publication number
CN104300941A
CN104300941A CN201410487177.9A CN201410487177A CN104300941A CN 104300941 A CN104300941 A CN 104300941A CN 201410487177 A CN201410487177 A CN 201410487177A CN 104300941 A CN104300941 A CN 104300941A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
amplifier
output
digital signal
signal processor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410487177.9A
Other languages
English (en)
Inventor
程翀
毕明德
廖武
左亮周
王益元
代传波
刘舜
马天骥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Haiwang Nuclear Energy Equipment Engineering Co., Ltd.
Original Assignee
719th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 719th Research Institute of CSIC filed Critical 719th Research Institute of CSIC
Priority to CN201410487177.9A priority Critical patent/CN104300941A/zh
Publication of CN104300941A publication Critical patent/CN104300941A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明涉及核辐射探测技术领域，提供一种核脉冲处理电路，包括放大电路、峰值保持电路、高速AD转换电路、数字信号处理器、阈值甄别电路、采样触发电路，所述放大电路的输入端接核脉冲信号，放大电路的输出端与峰值保持电路相连，峰值保持电路的输出端经高速AD转换电路与数字信号处理器相连，数字信号处理器的输出端与放大电路相连，所述阈值甄别电路的输入端接核脉冲信号，阈值甄别电路的输出端经采样触发电路与高速AD转换电路相连。本发明技术核脉冲的放大倍数可通过数字信号处理器上的软件进行在线调节，且调节具有线性特性，提高调节精度。

Description

一种核脉冲处理电路
技术领域
本发明涉及核辐射探测技术领域，具体地说是一种核脉冲处理电路。
背景技术
在核素分析和识别过程中，首先需要进行的工作是对核探测器输出的脉冲信号进行处理，从而提取其能量、个数等信息形成能谱，然后再对能谱进行核素分析。
核脉冲信号的处理通常由模拟电路来完成，而一般的核脉冲采集处理电路的只能处理某些能量和脉宽的核脉冲信号，不具有普遍的适应性。因此通过数字处理器对模拟电路中的部分电路进行配置从而调教模拟电路性能能够有效地克服上述问题，使得核脉冲处理电路更为灵活，能够应对不同的核脉冲信号。
核脉冲信号的处理通常由模拟电路来完成，而一般在处理核脉冲的过程中需要对核脉冲的信号幅值进行放大。通常放大方式是通过可变增益放大器实现，通过软件在可变增益放大器中写入不同的放大参数来改变放大倍数。然而由于可变增益放大器的放大倍数与写入参数为非线性关系，因此放大倍数的调节精度较差，无法满足高精度核素分析的需要。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种核脉冲处理电路，能够采集核脉冲的峰值，并能线性调节核脉冲的放大倍数，提高采样精度。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：一种核脉冲处理电路，包括放大电路、峰值保持电路、高速AD转换电路、数字信号处理器、阈值甄别电路、采样触发电路，所述放大电路的输入端接核脉冲信号，放大电路的输出端与峰值保持电路相连，峰值保持电路的输出端经高速AD转换电路与数字信号处理器相连，数字信号处理器的输出端与放大电路相连，所述阈值甄别电路的输入端接核脉冲信号，阈值甄别电路的输出端经采样触发电路与高速AD转换电路相连。
在上述技术方案中，放大电路对输入的核脉冲信号进行放大处理，并接收数字信号处理器的命令对放大增益进行线性调节；峰值保持电路对放大后的核脉冲进行峰值检测和采样保持；高速AD对核脉冲的峰值进行采样，采样时序由采样触发电路进行控制，并将核脉冲模拟信号转化为数字信号，将峰值发送到数字信号处理器；数字信号处理器对高速AD输出的峰值进行累积，形成能谱并进行后续核素分析和处理；阈值甄别电路对核脉冲进行阈值甄别，通过阈值电平抑制干扰信号，将核脉冲信号转化为方波信号；采样触发电路对阈值甄别电路输出的方波脉冲进行延时和脉宽调节，并用于对高速AD的采样进行控制，使其能够准确地对核脉冲的峰值进行采样。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.   核脉冲的放大倍数可通过数字信号处理器上的软件进行在线调节，且调节具有线性特性，提高调节精度；
2．核脉冲处理电路结构简单、成本低。
附图说明
图1为本发明核脉冲处理电路原理图。
图2为本发明核脉冲处理流程图。
图3为本发明核脉冲放大电路连接图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本实施例提出的一种核脉冲处理电路具体，包括放大电路、峰值保持电路、阈值甄别电路、采样触发电路、高速AD转换电路以及数字信号处理器。所述放大电路的输入端接核脉冲信号，放大电路的输出端与峰值保持电路相连，峰值保持电路的输出端经高速AD转换电路与数字信号处理器相连，数字信号处理器的输出端与放大电路相连，所述阈值甄别电路的输入端接核脉冲信号，阈值甄别电路的输出端经采样触发电路与高速AD转换电路相连。
核脉冲信号的处理流程如图2所示。放大模块对输入的核脉冲信号进行放大处理，并接收数字信号处理器的命令对放大增益进行调节。峰值保持电路对放大后的核脉冲进行峰值检测和采样保持。阈值甄别电路对核脉冲进行阈值甄别，通过阈值电平抑制干扰信号，将核脉冲信号转化为方波信号。采样触发电路对阈值甄别电路输出的方波脉冲进行延时并在方波脉冲的上升沿触发高速AD对核脉冲峰值保持电平进行采样。高速AD将核脉冲峰值电平模拟信号转化为数字信号，将峰值电平值发送到数字信号处理器。数字信号处理器对高速AD输出的峰值进行累积，形成能谱并进行后续核素分析和处理。
在上述实施例中，放大电路原理图如图3所示。放大电路由模数转换器U1、放大器U2~U3、电容C1、电阻R1~R2组成。U1的芯片型号为AD5446，U2、U3的芯片型号为TLE2074。探测器输出的核脉冲信号由Vin输入，经过放大电路放大后由Vout输出。Vin与U1的参考电压引脚VREF连接。U1的IOUT1引脚与IOUT2引脚分别与放大器U2的负输入端和正输入端连接。放大器U2的正输入端与地相连接，输出与U1的RFB引脚连接。电容C1一端与U2负输入端连接，另一端与U2的输出端连接。电阻R1一端与放大器U2输出端连接，另一端与放大器U3的负输入端连接。R2一端与放大器U3负输入端连接，另一端与放大器U3的输出端连接，U3的正输入端与地连接。U1的SCLK、SDIN、SYNC、SDO为标准SPI接口，与数字信号处理器的SPI接口相连接。
数字信号处理器通过SPI接口向数模转换器U1中写入转换值，改变U2输出端电压Vu与输入端电压Vin之间的比例关系，从而改变放大电路的放大倍数。Vu与Vin之间的关系式如下：
其中K值根据实际需要的放大倍数进行调节，其初始值设定为8192（即16384的一半），从而使得放大倍数增加和减少的调节余度最大。
电阻R1、R2与放大器U3构成一个标准的反向放大电路，U2输出端电压Vu与输出端电压Vout之间的关系式如下：
因此整个放大模块的输出与输入的比值（即放大模块的放大倍数）如下：
。 

Claims (2)

1.一种核脉冲处理电路，其特征在于：包括放大电路、峰值保持电路、高速AD转换电路、数字信号处理器、阈值甄别电路、采样触发电路，所述放大电路的输入端接核脉冲信号，放大电路的输出端与峰值保持电路相连，峰值保持电路的输出端经高速AD转换电路与数字信号处理器相连，数字信号处理器的输出端与放大电路相连，所述阈值甄别电路的输入端接核脉冲信号，阈值甄别电路的输出端经采样触发电路与高速AD转换电路相连。
2.根据权利要求1所述的核脉冲处理电路，其特征在于：所述放大电路由模数转换器U1、放大器U2~U3、电容C1、电阻R1~R2组成；模数转换器U1的芯片型号为AD5446，放大器U2、U3的芯片型号为TLE2074，探测器输出的核脉冲信号由Vin输入，经过放大电路放大后由Vout输出，Vin与U1的参考电压引脚VREF连接，U1的IOUT1引脚与IOUT2引脚分别与放大器U2的负输入端和正输入端连接，放大器U2的正输入端与地相连接，U2的输出与U1的RFB引脚连接，电容C1一端与U2负输入端连接，另一端与U2的输出端连接，电阻R1一端与放大器U2输出端连接，另一端与放大器U3的负输入端连接，R2一端与放大器U3负输入端连接，另一端与放大器U3的输出端连接，U3的正输入端与地连接，U1的SCLK、SDIN、SYNC、SDO为标准SPI接口，与数字信号处理器的SPI接口相连接。
CN201410487177.9A 2014-09-23 2014-09-23 一种核脉冲处理电路 Pending CN104300941A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410487177.9A CN104300941A (zh) 2014-09-23 2014-09-23 一种核脉冲处理电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410487177.9A CN104300941A (zh) 2014-09-23 2014-09-23 一种核脉冲处理电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104300941A true CN104300941A (zh) 2015-01-21

Family

ID=52320545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410487177.9A Pending CN104300941A (zh) 2014-09-23 2014-09-23 一种核脉冲处理电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104300941A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105676263A (zh) * 2016-02-02 2016-06-15 华中科技大学 一种基于相位补偿的脉冲信号峰值检测方法
CN107850678A (zh) * 2015-07-17 2018-03-27 模拟技术公司 用于辐射成像模态装置的探测器阵列的探测器单元
CN110082808A (zh) * 2018-11-29 2019-08-02 绵阳市维博电子有限责任公司 一种基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别方法
CN112526581A (zh) * 2020-11-26 2021-03-19 重庆邮电大学 一种适用于辐射检测前端读出电路的时间甄别器
CN116908904A (zh) * 2023-07-13 2023-10-20 黑龙江省原子能研究院 一种基于脉宽测量的多路辐射探测能谱分析方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1979220A (zh) * 2005-12-01 2007-06-13 中国科学院高能物理研究所 用于核谱学及核电子学的高速并行多通道多道数据系统
CN102455430A (zh) * 2010-10-27 2012-05-16 成都理工大学 一种核脉冲信号的数字化成形方法
CN102933982A (zh) * 2011-02-16 2013-02-13 株式会社理学 X射线检测信号处理装置以及方法
CN202904029U (zh) * 2012-10-29 2013-04-24 成都理工大学 一种低功耗核信号脉冲幅度分析器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1979220A (zh) * 2005-12-01 2007-06-13 中国科学院高能物理研究所 用于核谱学及核电子学的高速并行多通道多道数据系统
CN102455430A (zh) * 2010-10-27 2012-05-16 成都理工大学 一种核脉冲信号的数字化成形方法
CN102933982A (zh) * 2011-02-16 2013-02-13 株式会社理学 X射线检测信号处理装置以及方法
CN202904029U (zh) * 2012-10-29 2013-04-24 成都理工大学 一种低功耗核信号脉冲幅度分析器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107850678A (zh) * 2015-07-17 2018-03-27 模拟技术公司 用于辐射成像模态装置的探测器阵列的探测器单元
CN105676263A (zh) * 2016-02-02 2016-06-15 华中科技大学 一种基于相位补偿的脉冲信号峰值检测方法
CN105676263B (zh) * 2016-02-02 2018-07-03 华中科技大学 一种基于相位补偿的脉冲信号峰值检测方法
CN110082808A (zh) * 2018-11-29 2019-08-02 绵阳市维博电子有限责任公司 一种基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别方法
CN112526581A (zh) * 2020-11-26 2021-03-19 重庆邮电大学 一种适用于辐射检测前端读出电路的时间甄别器
CN116908904A (zh) * 2023-07-13 2023-10-20 黑龙江省原子能研究院 一种基于脉宽测量的多路辐射探测能谱分析方法及系统
CN116908904B (zh) * 2023-07-13 2024-03-29 黑龙江省原子能研究院 一种基于脉宽测量的多路辐射探测能谱分析方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104300941A (zh) 一种核脉冲处理电路
CN105301627B (zh) 一种能谱分析方法、能谱分析系统及伽马射线探测系统
CN104614756A (zh) 一种核素能谱数字化采集系统及其采集方法
CN207586312U (zh) 一种基于fpga的数字频率计
CN103364614A (zh) 自适应宽量程电流电压转换装置
CN107329163A (zh) 一种多道脉冲幅度分析仪
CN104730573A (zh) 一种高动态范围的微震信号采集方法及设备
CN205123711U (zh) 一种模数转换芯片量产测试电路
CN104660258A (zh) 一种具有自动校准功能的模拟量采集电路及其校准方法
CN1808285B (zh) 一种用于光刻机同轴对准的基于pga的高精度模数转换装置及其控制方法
CN203858282U (zh) 一种中频宽带数字峰值检测电路
CN208143207U (zh) 一种采用补偿网络的窄脉冲峰值保持电路
CN101533099B (zh) 电荷频率转换器
CN106469501A (zh) 声发射检测仪多路数据采集模块
CN205427035U (zh) 一种隔离型高电压采样电路
CN206975227U (zh) 一种多道脉冲幅度分析仪
CN204065226U (zh) 一种瞬时峰值电压测量仪
CN105866557A (zh) 一种实现ghz脉冲通过率的时间、能量双谱同步测量系统
CN107219392B (zh) 一种实时电流信号数据处理系统
CN105388364A (zh) 一种电感测量电路
CN204439702U (zh) 逆变焊机电流取样电路
CN202957809U (zh) 一种提高ad分辨率的信号调理电路
CN106162485B (zh) 耳机阻抗检测系统、方法及便携式电子设备
CN103762984A (zh) 一种非通讯式远距离模拟量采集装置
CN207798272U (zh) 一种apd噪声抑制电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20151204

Address after: 19 No. 430205 Hubei province Wuhan city Jiangxia District Yangqiao Lake Avenue

Applicant after: Wuhan Haiwang Nuclear Energy Equipment Engineering Co., Ltd.

Address before: 19 No. 430205 Hubei province Wuhan city Jiangxia District Development Zone canglongdao Yangqiao Lake Avenue

Applicant before: No.719 Inst. China Shipping Heavy Industry Group Corp.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150121

RJ01 Rejection of invention patent application after publication