CN110609050B - 一种x射线荧光光谱峰拖尾消除方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种X射线荧光光谱峰拖尾消除方法及系统。信号处理的方法，包括：获取待处理的类高斯脉冲；将所述类高斯脉冲输入到极零相消处理电路中，进行预设次数的极零相消处理，得到脉冲宽度可调的类高斯脉冲，所述预设次数与所述类高斯脉冲的极点数量相等。该信号处理的方法提高了类高斯脉冲成形算法的应用性，便于对X荧光光谱进行分析。

Description

一种X射线荧光光谱峰拖尾消除方法及系统
技术领域
本申请涉及信号处理领域，具体而言，涉及一种X射线荧光光谱峰拖尾消除方法及系统。
背景技术
在X射线荧光光谱的分析中，需要将探测器输出信号成形为类高斯脉冲，以提高测量系统的能量分辨率。对于类高斯脉冲来说，通过脉冲成形电路可以实现类高斯脉冲成形。
但是在现有技术中，类高斯脉冲成形所得的成形脉冲宽度不可控，脉冲回到基线的时间长，不利于在高计数率场合中应用。可见，现有技术的得到的类高斯脉冲的应用性不强，不便于对X荧光光谱进行分析。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种X射线荧光光谱峰拖尾消除方法及系统，用以提高类高斯脉冲的应用性。
第一方面，本申请实施例提供一种信号处理的方法，包括：获取待处理的类高斯脉冲；将所述类高斯脉冲输入到极零相消处理电路中，进行预设次数的极零相消处理，得到脉冲宽度可调的类高斯脉冲，所述预设次数与所述类高斯脉冲的极点数量相等。
在本申请实施例中，将类高斯脉冲输入到极零相消处理电路中进行极零相消处理，通过极零相消的方法可以获得任意衰减时间常数的类高斯脉冲，当调节衰减时间常数时，类高斯脉冲的宽度也随之改变，实现类高斯脉冲宽度可控可调，进而可以使脉冲回到基线的时间变短，使成形的类高斯脉冲可以应用于高计数率场合，提高了类高斯脉冲的应用性，便于对X荧光光谱进行分析。
作为一种可能的实现方式，获取待处理的类高斯脉冲，包括：接收用于探测X射线荧光的探测器的输出信号，所述输出信号为阶跃信号；通过前置电路对所述输出信号进行预处理，得到待处理信号，所述待处理信号为幅度放大的阶跃信号；将所述待处理信号输入到脉冲成形电路中，得到所述类高斯脉冲。
在本申请实施例中，类高斯脉冲可以通过脉冲成形电路得到，在成形之前，对待处理信号进行幅度放大，便于X射线荧光的分析。
作为一种可能的实现方式，所述前置电路包括依次连接的前端电路、ADC模块以及逆变换模块；通过前置电路对所述输出信号进行预处理，得到待处理信号，包括：通过所述前端电路将所述阶跃信号转化为指数衰减信号，并将所述指数衰减信号进行幅度放大，输出幅度放大的指数衰减信号；通过所述ADC模块将所述指数衰减信号由模拟信号转换为数字信号；通过所述逆变换模块将所述指数衰减信号转换为阶跃信号，输出幅度放大的阶跃信号。
在本申请实施例中，脉冲成形电路需要基于阶跃信号进行类高斯脉冲的成形，在进行幅度放大时，由于幅度放大的前端电路会将阶跃信号先转化为指数衰减信号，可以通过逆变换模块再将其转化为阶跃信号，进而在实现幅度放大的同时，保证待处理信号可以进行类高斯脉冲成形。
作为一种可能的实现方式，将所述待处理信号输入到脉冲成形电路中，得到所述类高斯脉冲，包括：将所述待处理信号输入到CR-(RC)n电路中，得到所述类高斯脉冲；其中，所述CR-(RC)n电路包括1阶的CR电路和n阶的RC电路；对应的，所述预设次数为n+1。
在本申请实施例中，采用CR-(RC)n电路进行类高斯脉冲成形，该电路比较简单，易于实现，且由于CR和RC电路本身具有滤波效果，使得到的类高斯脉冲性能更好。
作为一种可能的实现方式，所述极零相消电路中包括预设数量的依次连接的极零相消模块，所述预设数量与所述预设次数相等，每个所述极零相消模块包括：第一延时模块、第一放大模块、做差模块、第二放大模块、求和模块、第三放大模块、第二延时模块，其中，第一个极零相消模块的所述第一延时模块和所述第一放大模块输入待处理的类高斯脉冲，第一个以后的极零相消模块的所述第一延时模块和所述第一放大模块连接前一个极零相消模块的所述求和模块的输出端，所述第一延时模块的输出端和所述第一放大模块的输出端均与所述做差模块的输入端连接；所述做差模块的输出端与所述求和模块的输入端连接；所述求和模块的输出端和所述第二延时模块的输入端连接；所述第二延时模块的输出端和所述第三放大模块的输入端连接；所述第三模块的输出端和所述求和模块的输入端连接，最后一个所述求和模块的输出端输出脉冲宽度可调的类高斯脉冲。
在本申请实施例中，在极零相消电路中包括预设数量的依次连接的极零相消模块，通过预设数量的极零相消模块做预设次数的极零相消处理，实现获得任意衰减时间常数的类高斯脉冲。
作为一种可能的实现方式，在得到脉冲宽度可调的类高斯脉冲后，所述方法还包括：对所述脉冲宽度可调的类高斯脉冲进行幅度分析，得到所述类高斯脉冲对应的能谱数据并输出。
在得到脉冲宽度可调的类高斯脉冲后，在进行幅度分析时，由于所得脉冲回到基线的时间变短，得到的能谱数据中的特征峰的峰形得到改善，消除了峰拖尾。
作为一种可能的实现方式，对所述脉冲宽度可调的类高斯脉冲进行幅度分析，得到所述类高斯脉冲对应的能谱数据并输出，包括：统计所述类高斯脉冲中各个脉冲幅度出现的次数；根据每个所述脉冲幅度以及每个所述脉冲幅度出现的次数生成所述能谱数据并输出。
在本申请实施例中，通过统计各个脉冲幅度出现的次数，能够得到对应的能谱数据，由于所得脉冲回到基线的时间变短，得到的能谱数据中的特征峰的峰形得到改善，消除了峰拖尾。
第二方面，本申请实施例提供一种信号处理系统，包括：类高斯脉冲成形电路，用于输出类高斯脉冲；极零相消处理电路，与所述类高斯脉冲成形电路连接，用于将所述类高斯脉冲进行预设次数的极零相消处理，得到脉冲宽度可调的类高斯脉冲，所述预设次数与所述类高斯波形的极点数量相等。
在本申请实施例中，通过极零相消处理电路可以获得任意衰减时间常数的类高斯脉冲，当调节衰减时间常数时，类高斯脉冲的宽度也随之改变，实现类高斯脉冲宽度可控可调，进而可以使脉冲回到基线的时间变短，使成形的类高斯脉冲可以应用于高计数率场合，提高了类高斯脉冲的应用性，便于对X荧光光谱进行分析。
作为一种可能的实现方式，所述极零相消处理电路包括：预设数量的依次连接的极零相消模块，所述预设数量与所述预设次数相等；每个所述极零相消模块包括：第一延时模块、第一放大模块、做差模块、第二放大模块、求和模块、第三放大模块、第二延时模块；其中，所述第一延时模块和所述第一放大模块的输入端均输入所述极零相消模块待处理的类高斯脉冲；所述第一延时模块的输出端和所述第一放大模块的输出端均与所述做差模块的输入端连接；所述做差模块的输出端与所述求和模块的输入端连接；所述求和模块的输出端和所述第二延时模块的输入端连接；所述第二延时模块的输出端和所述第三放大模块的输入端连接；所述第三模块的输出端和所述求和模块的输入端连接；所述求和模块用于输出所述极相消模块处理后的类高斯脉冲。
作为一种可能的实现方式，所述系统还包括：幅度分析模块，与所述极零相消处理电路输出端连接，用于对所述脉冲宽度可调的类高斯脉冲进行幅度分析，得到所述类高斯脉冲对应的能谱数据并输出。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的信号处理系统的第一实施例的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的信号处理的方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的信号处理系统的第二实施例的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的前置电路的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的前端电路的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的逆变换模块的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的指数衰减信号的示意图；
图8为本申请实施例提供的阶跃信号的示意图；
图9为本申请实施例提供的CR-(RC)n电路的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的拆分的CR-(RC)n电路的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的成形的类高斯脉冲示意图；
图12为本申请实施例提供的极零相消电路的原理示意图；
图13为本申请实施例提供的极零相消模块的结构的示意图；
图14为本申请实施例提供的数字多道脉冲幅度分析器结构示意图；
图15为本申请实施例提供的能谱数据的第一示意图；
图16为本申请实施例提供的能谱数据的第二示意图。
图标：100-信号处理系统；101-类高斯脉冲成形电路；102-极零相消处理电路；103-前置电路；1030-前端电路；1032-ADC模块；1034-逆变换模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的信号处理系统100第一实施例结构示意图，如图1所示，该信号处理系统100包括类高斯脉冲成形电路101和极零相消处理电路102。类高斯脉冲成形电路101的输入端为待处理的信号，类高斯脉冲成形电路101的输出端与极零相消处理电路102的输入端连接，极零相消处理电路102输出端输出经过处理后的类高斯脉冲，因此极零相消处理电路102的输出端连接需要使用该类高斯脉冲的模块或者平台等。
其中，类高斯脉冲成形电路101，用于输出类高斯脉冲；极零相消处理电路102，用于将类高斯脉冲进行预设次数的极零相消处理，得到脉冲宽度可调的类高斯脉冲，预设次数与类高斯波形的极点数量相等。
接下来请参照图2，图2为本申请实施例提供的应用于信号处理系统100的信号处理的方法的流程图，该方法包括：
步骤201：获取待处理的类高斯脉冲。
步骤202：将类高斯脉冲输入到极零相消处理电路102中，进行预设次数的极零相消处理，得到脉冲宽度可调的类高斯脉冲，预设次数与所述类高斯波形的极点数量相等。
本申请实施例提供的信号处理的方法用于得到脉冲宽度可调的类高斯脉冲，因此可以应用于各种需要得到的脉冲宽度可调的类高斯脉冲的场景，如用于X荧光分析，X荧光分析先通过探测器探测X荧光，然后将探测器输出的探测到的信号进行处理后，可以得到对应的数据，对该对应的数据进行分析以实现X荧光的分析。后续实施例以应用于X荧光的分析对本申请实施例提供的信号处理的方法进行介绍。
步骤201可以通过类高斯脉冲成形电路101实现，在X荧光分析仪中，通常采用SDD、Si-Pin或FAST-SDD等半导体探测器，这类导体输出信号为阶跃信号，类高斯脉冲成形电路101能够基于阶跃信号实现类高斯脉冲的成形。
进一步的，在将探测器输出的信号输入到类高斯脉冲成形电路101中之前，还可以对探测器输出的信号作一个预处理，以提高类高斯脉冲的成形效果。基于此，请参照图3，为本申请实施例提供的信号处理系统100的第二实施例结构示意图，如图3所示，在类高斯脉冲成形电路101的前端，还包括前置电路103，该前置电路103用于对探测器的输出信号进行预处理。
基于图3所示的信号处理系统100，步骤201可以包括：接收用于探测X射线荧光的探测器的输出信号，输出信号为阶跃信号；前置电路103对输出信号进行预处理，得到待处理信号，待处理信号为幅度放大的阶跃信号。
请参照图4，为本申请实施例提供的前置电路103的一种可选的实施方式，如图4所示，前置电路103包括依次连接的前端电路1030、ADC模块1032以及逆变换模块1034，在该前置电路103中的处理过程可以包括：通过前端电路1030将阶跃信号转化为指数衰减信号，并将指数衰减信号进行幅度放大，输出幅度放大的指数衰减信号；通过ADC模块1032将指数衰减信号由模拟信号转换为数字信号；通过逆变换模块1034将指数衰减信号转换为阶跃信号，输出幅度放大的阶跃信号。
其中，对于前端电路1030，可以采用如图5所示的电路结构，在图5中，前端电路1030包括：前置放大器、CR电路、放大器、偏置调节电路、程控增益放大电路，各个部分依次连接。前置放大器用于将探测器输出的信号进行放大后输入到CR电路。CR电路包括一个电容和电阻，用于将探测器输出的阶跃信号转化为指数衰减信号后输入到放大器，放大器将信号再次放大后输入到偏置调节电路，该偏置调节电路可以调节信号的偏置电压，即信号基线。偏置调节电路后端还可以通过增益放大电路进行增益放大，最终输出幅度放大的指数衰减信号。
进一步的，在前端电路1030输出幅度放大的指数衰减信号后，通过ADC模块1032进行采样，将模拟信号转化为数字信号输出，输出的数字信号形式的指数衰减信号。
进一步的，在ADC模块1032输出的指数衰减信号的基础上，逆变换模块1034可将指数衰减信号再次转换为阶跃信号，逆变换模块1034可以采用如图6所示的实现原理，ADC采样得到的指数衰减信号经一个时钟延时后与指数衰减信号放大(1+K)倍后的信号做差，做差得到的信号与做差得到的信号延时一个时钟的信号再求和，最终得到前置电路103输出信号，即幅度放大的阶跃信号。图6所示的实现原理本质上基于CR电路的逆变换实现的，因此K与前端电路1030中的CR电路的时间常数有关。
接下来请参照图7和图8，以探测器为FAST-SDD探测器为例，图7为FAST-SDD探测器输出信号经前端电路1030和ADC模块1032后所得数字信号的举例示意图；图8为采用逆变换模块1034对得到的数字信号进行处理后得到的阶跃信号的举例示意图。
进一步的，通过前置电路103对探测器的输出信号做了预处理以后，得到的阶跃信号再输入到类高斯脉冲成形电路101中，接下来对类高斯脉冲成形电路101进行介绍。
作为一种可选的实施方式，类高斯脉冲成形电路101为CR-(RC)n电路，CR-(RC)n电路可以将前置电路103输出的阶跃信号脉冲成形为类高斯波形，电路如图9所示，它包括1阶的CR电路和n阶的RC电路。各级电路间有跟随器隔离。跟随器的特点是输入阻抗大，输出阻抗小，其输出信号近似等于输入信号。接下来对CR-(RC)n电路的脉冲成形原理进行介绍。
将CR-(CR)n电路拆分为CR网络和RC网络，如图10所示。前置电路103输出信号经过CR网络后，其输出接入RC网络，以此类推便可得到CR-(RC)n网络的输出。其中当τdiff＝τint＝τ时输出脉冲近似高斯脉冲，且成形脉冲的达峰时间为τpeak＝nτ。其中，τdiff为CR网络中的时间常数，τint为RC网络中的时间常数。对于CR网络，可以建立等式：
Figure BDA0002214110650000091
等价变换得到
Figure BDA0002214110650000092
在等价变换得到的式子中利用数值微分代替微分过程，即dVdiff_in＝Vdiff_in[n]-Vdiff_in[n-1]，dVdiff_out＝Vdiff_out[n]-Vdiff_out[n-1]，dt＝ΔT；其中ΔT为[n-1,n]间的时间间隔，可表示ADC的采样时间间隔。那么可以进一步得到CR网络的数学模型：
Figure BDA0002214110650000093
其中，Kdiff＝ΔT/τ。同理可建立RC网络的等式，即：
Figure BDA0002214110650000094
整理得到RC网络的数学模型为：
Figure BDA0002214110650000095
其中，Kint＝τ/ΔT。利用CR网络和RC网络的数学模型可对阶跃信号进行数字类高斯脉冲成形，不同n值的结果只需将上一级输出作为式RC网络的数学模型的输入进行计算即可得到。
图11是相同达峰时间条件下，不同n值的类高斯脉冲成形结果。成形脉冲的达峰时间相同，τpeak＝5μs。在图11中，不同n值所得到的类高斯脉冲成形的结果不同，在后续进行极零相消处理的时候，进行极零相消处理的次数为n+1。由图11可以看出，CR-RC电路所得类高斯脉冲的虽然宽度最大，但是幅度亏损最小。因此，后续以CR-RC电路为例来说明控制类高斯脉冲成形输出脉冲宽度及消除峰拖尾的原理。接下来对极零相消的原理进行介绍。
CR-(RC)n电路的传递函数为：
Figure BDA0002214110650000101
对CR-(RC)n电路的输入信号进行拉普拉斯变换得到：
Figure BDA0002214110650000102
该输入信号为探测器的输出信号经前置电路103处理后输出的信号。其中，τ＝RC。因此，阶跃信号经CR-(RC)n电路处理后所得类高斯脉冲的表达式为：
Figure BDA0002214110650000103
对类高斯脉冲的表达式再采用逆拉普拉斯变换得到类高斯脉冲的时域表达式：
Figure BDA0002214110650000104
从类高斯脉冲的时域表达式可以看出：当n＝1时，输出的类高斯脉冲具有两个极点，因此可以通过极零相消电路引入零点消除极点，可以理解，输出的类高斯脉冲的极点为n+1，因此，极零相消的次数需要为n+1，即引入n+1个零点，才能消除n+1个极点。
接下来请参照图12，为极零相消电路的原理示意图，其中，RPZ为可调电阻，调整RPZ的阻值，使得RPZC与指数衰减信号的时间常数相等时，即τ＝RC＝RPZC，可消除输入信号的极点，得到新的指数衰减信号，且时间常数变为τ＝(R//RPZ)C。极零相消电路的对应的传递函数为：
Figure BDA0002214110650000105
其中，τ1＝RpzC，τ2＝(Rpz//R)C。进一步的，类高斯脉冲(假设n＝1时输出的类高斯脉冲)经两次极零相消后的输出可表示为：
Figure BDA0002214110650000106
当τ＝τ1时，该输出可表示为：
Figure BDA0002214110650000111
即消除类高斯脉冲中两个极点。再对消除类高斯脉冲的极点的输出进行逆变换得到时域输出为：
Figure BDA0002214110650000112
由该时域输出可以看出，其输出与没有加入极零相消电路102时的输出，即：
Figure BDA0002214110650000113
类似，也为类高斯脉冲，但其衰减时间常数变为τ2，因此只需要设置合适的τ2就可以控制类高斯脉冲的宽度。对于n＝2,3,4所对应类高斯脉冲，只需要经过n+1次极零相消即可消除类高斯脉冲中的极点，得到所需要的衰减时间常数的类高斯脉冲。
可见，通过极零相消电路的处理，可以使成形的类高斯脉冲的宽度可调，在类高斯脉冲的宽度可调后，脉冲回到基线的时间也变短，进而能够实现改善特征峰的峰形。
基于极零相消的实现原理，接下来对步骤202的实施方式进行介绍。
极零相消处理电路102中包括预设数量的依次连接的极零相消模块，预设数量与预设次数相等，即需要做几次极零相消处理，就设置对应数量的极零相消模块，如n＝1时，设置两个极零相消模块，每个极零相消模块的结构可以如图13所示，如图13所示，每个极零相消模块包括：第一延时模块、第一放大模块、做差模块、第二放大模块、求和模块、第三放大模块、第二延时模块。其中，第一个极零相消模块的第一延时模块和第一放大模块输入待处理的类高斯脉冲，第一个以后的极零相消模块的第一延时模块和第一放大模块连接前一个极零相消模块的求和模块的输出端，第一延时模块的输出端和第一放大模块的输出端均与做差模块的输入端连接；做差模块的输出端与求和模块的输入端连接；求和模块的输出端和第二延时模块的输入端连接；第二延时模块的输出端和第三放大模块的输入端连接；第三模块的输出端和求和模块的输入端连接，最后一个求和模块的输出端输出脉冲宽度可调的类高斯脉冲。
基于图13所示的模块结构，在每个极零相消模块中：通过第一延时模块将输入的类高斯脉冲经过一个时钟延时后输出，以及通过第一放大模块将输入的所述类高斯脉冲放大第一放大倍数后输出；通过做差模块将第一延时模块与所述第一放大模块输出的类高斯脉冲进行做差处理并输出；通过第二放大模块将做差模块输出的类高斯脉冲放大第二放大倍数后输出；通过求和模块将第二放大模块输出的类高斯脉冲和所第三放大模块输出的类高斯脉冲进行求和处理并输出；通述第二延时模块将求和模块输出的类高斯脉冲经过一个时钟延时后输出，以及通过第三放大模块述第二延时模块输出的类高斯脉冲放大第二放大倍数后输出到求和模块。其中，假设第一放大倍数为1+K1，第二放大倍数为M，第三放大倍数为M，K1＝ΔT/(RPZC)，K2＝ΔT/(RC)，M＝1/(1+K1+K2)。
需要注意的是，第一个极零相消模块的输入就是待处理的类高斯脉冲，后面的极零相消模块的输入都是前一个极零相消模块的求和模块输出的类高斯脉冲，最后一个极零相消模块的求和模块输出的类高斯脉冲即为符合要求的脉冲宽度可调的类高斯脉冲。
对于每个极零相消模块来说，输入信号经过一个时钟延时后与其放大(1+K1)倍后的信号做差并放大M倍，所得信号再与输出信号延时一个时钟并放大M倍的信号求和，最终得到输出信号。该过程消除了输入信号中的1个极点。以CR-RC输出的类高斯脉冲为例，类高斯脉冲经过上述过程两次处理后，可消除类高斯脉冲中的两个极点，减小类高斯脉冲宽度，消除能谱中峰拖尾。
进一步的，在完成步骤202后，得到了脉冲宽度可调的类高斯脉冲，在X荧光的分析中，可以基于该类高斯脉冲进行幅度分析，因此，在步骤202后，该信号处理方法还包括：对脉冲宽度可调的类高斯脉冲进行幅度分析，得到类高斯脉冲对应的能谱数据并输出。对应的，在信号处理系统100中，还包括：幅度分析模块，与极零相消处理电路102输出端连接，用于对脉冲宽度可调的类高斯脉冲进行幅度分析，得到类高斯脉冲对应的能谱数据并输出。
对于幅度分析，一种可选的实施方式：统计类高斯脉冲中各个脉冲幅度出现的次数；根据每个脉冲幅度以及每个脉冲幅度出现的次数生成能谱数据并输出。举例来说，假设类高斯脉冲中总共有5个不同的脉冲幅度，统计这5个脉冲幅度出现的次数，以脉冲幅度为横坐标，实际是以X射线能量为横坐标，脉冲幅度出现的次数为纵坐标，根据统计得到的数据在坐标图中表示出来，得到的坐标关系图即为最终的能谱数据，对于最终得到的能谱数据的示意图在后续实施例中结合具体的应用场景进行举例。
前述实施例中所介绍的信号处理系统100在实际应用时，可整合为X射线荧光分析仪中数字多道脉冲幅度分析器，该分析器可以是硬件平台的形式，即将各个电路或者模块连接起来，组成一个整体的硬件平台，该硬件平台可以进行信号的处理。该分析器也可以基于计算机进行搭建，例如利用各种仿真软件，基于仿真软件进行分析器的结构进行搭建，搭建好的分析器可以进行信号的处理。作为一种可选的实施方式，分析器的结构可以如图14所示，探测器输出信号经前端电路1030线性放大后，被ADC模块1032数字化得到数字信号。数字信号进入分别进行两路并行处理：数字核脉冲信号一路进入FIFO(First Input FirstOutput，先进先出)存储器被直接缓存，输出原始信号；另一路，数字脉冲信号先进行类高斯脉冲成形，然后通过极零相消处理电路102进行极零相消处理，再生成能谱数据，并存入双口RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，最后输出至计算机。其中，控制单元一方面可通过SPI接口调整前端电路中偏置、增益；另一方面可根据计算命令上传FIFO中的原始脉冲数据或双口RAM中的谱数据。基于此硬件平台，采用Mn样品，利用X光管激发产生特征X射线，采用类高斯脉冲成形方法，且τpeak＝4μs，用如图14所示的数字多道脉冲幅度分析器最终可以生成能谱数据。
基于图14所示的结构图，当不设置图14中的极零相消处理电路102时，即采用现有技术中直接进行幅度分析的方式，得到的能谱数据如图15所示，能量刻度后，计算5.89keV特征峰峰形参数：FWHM＝130eV，FWTM＝350eV，FWTM/FWHM＝2.6。
而采用图14所示的结构，即利用极零相消处理电路102后，假设极零相消参数τ1＝4μs，τ2＝0.5μs，得到的能谱数据如图16所示，计算5.89keV特征峰峰形参数：FWHM＝132eV，FWTM＝240eV，FWTM/FWHM＝1.8。
通过对比图15(现有技术)和图16所示的能谱数据来看，对类高斯脉冲先进行极零相消处理后可消除峰拖尾，并且提高了能谱的计数。比较计算出的特征峰峰形参数看出，尽管FWHM下降了2eV，但FWTM由原来的350eV提高至240eV，同时FWTM/FWHM由2.6提高至1.8。因此，对类高斯脉冲采用极零相消处理可明显改善峰型。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种X射线荧光光谱峰拖尾消除方法，其特征在于，包括:
获取待处理的类高斯脉冲：接收用于探测X射线荧光的探测器的输出信号，所述输出信号为阶跃信号；通过前置电路对所述输出信号进行预处理，得到待处理信号，所述待处理信号为幅度放大的阶跃信号；将所述待处理信号输入到脉冲成形电路中，得到所述类高斯脉冲；
将所述类高斯脉冲输入到极零相消处理电路中，进行预设次数的极零相消处理，得到脉冲宽度可调的类高斯脉冲，所述预设次数与所述类高斯脉冲的极点数量相等；
所述极零相消处理电路中包括预设数量的依次连接的极零相消模块，所述预设数量与所述预设次数相等，每个所述极零相消模块包括：第一延时模块、第一放大模块、做差模块、第二放大模块、求和模块、第三放大模块、第二延时模块；
通过所述第一延时模块将输入的类高斯脉冲经过一个时钟延时后输出，以及通过所述第一放大模块将输入的类高斯脉冲放大第一放大倍数后输出；
通过所述做差模块将所述第一延时模块与所述第一放大模块输出的类高斯脉冲进行做差处理并输出；
通过所述第二放大模块将所述做差模块输出的类高斯脉冲放大第二放大倍数后输出；
通过所述求和模块将所述第二放大模块输出的类高斯脉冲和所述第三放大模块输出的类高斯脉冲进行求和处理并输出；
通过所述第二延时模块将所述求和模块输出的类高斯脉冲经过一个时钟延时后输出，以及通过所述第三放大模块将所述第二延时模块输出的类高斯脉冲放大所述第二放大倍数后输出到所述求和模块；
对所述脉冲宽度可调的类高斯脉冲进行幅度分析，得到所述类高斯脉冲对应的能谱数据并输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前置电路包括依次连接的前端电路、ADC模块以及逆变换模块；通过前置电路对所述输出信号进行预处理，得到待处理信号，包括：
通过所述前端电路将所述阶跃信号转化为指数衰减信号，并将所述指数衰减信号进行幅度放大，输出幅度放大的指数衰减信号；
通过所述ADC模块将所述指数衰减信号由模拟信号转换为数字信号；
通过所述逆变换模块将所述指数衰减信号转换为阶跃信号，输出幅度放大的阶跃信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述待处理信号输入到脉冲成形电路中，得到所述类高斯脉冲，包括：
将所述待处理信号输入到CR-(RC)n电路中，得到所述类高斯脉冲；其中，所述CR-(RC)n电路包括1阶的CR电路和n阶的RC电路；对应的，所述预设次数为n+1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述脉冲宽度可调的类高斯脉冲进行幅度分析，得到所述类高斯脉冲对应的能谱数据并输出，包括：
统计所述类高斯脉冲中各个脉冲幅度出现的次数；
根据每个所述脉冲幅度以及每个所述脉冲幅度出现的次数生成所述能谱数据并输出。
5.一种X射线荧光光谱峰拖尾消除系统，其特征在于，包括：
类高斯脉冲成形电路，用于输出类高斯脉冲，具体为：接收用于探测X射线荧光的探测器的输出信号，所述输出信号为阶跃信号；通过前置电路对所述输出信号进行预处理，得到待处理信号，所述待处理信号为幅度放大的阶跃信号；将所述待处理信号输入到脉冲成形电路中，得到所述类高斯脉冲；
极零相消处理电路，与所述类高斯脉冲成形电路连接，用于将所述类高斯脉冲进行预设次数的极零相消处理，得到脉冲宽度可调的类高斯脉冲，所述预设次数与所述类高斯脉冲的极点数量相等；
所述极零相消处理电路包括：预设数量的依次连接的极零相消模块，所述预设数量与所述预设次数相等；每个所述极零相消模块包括：第一延时模块、第一放大模块、做差模块、第二放大模块、求和模块、第三放大模块、第二延时模块；
其中，第一个极零相消模块的所述第一延时模块和所述第一放大模块输入待处理的类高斯脉冲，第一个以后的极零相消模块的所述第一延时模块和所述第一放大模块连接前一个极零相消模块的所述求和模块的输出端，所述第一延时模块的输出端和所述第一放大模块的输出端均与所述做差模块的输入端连接；所述做差模块的输出端与所述求和模块的输入端连接；所述求和模块的输出端和所述第二延时模块的输入端连接；所述第二延时模块的输出端和所述第三放大模块的输入端连接；所述第三放大模块的输出端和所述求和模块的输入端连接，最后一个所述求和模块的输出端输出脉冲宽度可调的类高斯脉冲；
幅度分析模块，与所述极零相消处理电路输出端连接，用于对所述脉冲宽度可调的类高斯脉冲进行幅度分析，得到所述类高斯脉冲对应的能谱数据并输出。
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