CN113568032B - 一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法及系统，属于信号处理技术领域，以解决核脉冲信号成型时物理意义不明确的问题，本发明的技术方案包括：将放大器电路中的负指数核脉冲信号转化为基本的单位数字信号；通过截断卷积系统对所述数字信号进行两路的截断卷积处理，并推导数字信号的z域系统函数，得到两路卷积信号；通过对所述两路卷积信号进行求差，得到中间信号；通过数字积分系统对所述中间信号进行数字积分。本发明的目的为通过拆分复杂系统成单个小单元，构造物理意义明确的复杂成型。
Description
技术领域
本发明属于数字信号技术领域，具体涉及一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法及系统。
背景技术
射线的能谱测量包括测量其计数随能量的分布，是核辐射探测的一个重要方面。由于诸如X射线等的测量对分辨率、计数率和系统稳定性的要求均较高，因此对核脉冲信号的数字化处理具有较高的要求。在核能谱测量系统/探测器中，为了减小噪声、弹道亏损等对能谱测量的影响，需对核脉冲信号进行滤波成形。
梯形成形算法可减小或消除弹道亏损，当梯形平顶宽度大于探测器最大电荷收集时间时，可避免弹道亏损。因此，梯形成形算法是一种用于核脉冲信号滤波成形的重要方法。与模拟梯形成形相比,数字梯形成形在调整梯形的宽度时，可以通过现场可编程门阵列FPGA实现，不需对硬件进行调整，具有更高的灵活性和稳定性。
发明人在实际使用过程中发现，这些现有技术至少存在以下技术问题：
现有的梯形成形算法，通常通过数学方法拼凑构造或者直接Z变换成型，但其核信号系统数字构造和Z变换处理由于没有构建出信号变换的物理模型，不利于进一步的算法优化工作；核脉冲信号成型时物理意义不明确，并且负指数核脉冲信号经过前置放大器后会变成具有上升沿的双指数核脉冲信号，如果采用单指数梯形成型，会影响核脉冲信号的滤波成型效果。
发明内容
本发明为了克服上述存在之不足，提出一种基于z变换的核脉冲信号处理方法及系统，该方法通过核脉冲信号处理系统的多级级联，以解决核脉冲信号成型时物理意义不明确的问题，通过拆分复杂系统成单个小单元，构造物理意义明确的复杂成型。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，包括：
S1：将负指数核脉冲信号转化为的数字信号，并推导信号转化过程中的z域系统函数；
S2：对所述数字信号进行两路的截断卷积处理，进一步推导截断卷积处理过程中的z域系统函数，得到两路卷积信号；
S3：对所述两路卷积信号进行求差，得到一个中间信号；
S4：对所述中间信号进行数字积分，得到梯形脉冲信号，通过数字递推最终得到负指数脉冲信号变为梯形脉冲信号的z域函数表达式。
较优的，本发明S1中的负指数核脉冲信号是通过PZC系统或者CR逆系统转化成数字信号，所述CR逆系统将负指数核脉冲信号转化成为阶跃信号，所述PZC系统将负指数核脉冲信号转化为冲激信号。
较优的，本发明S1中采用CR逆系统推导z域系统函数的具体步骤为：
在CR微分电路中，根据KCL定律，CR微分电路中Vin和Vout的函数表达式为：
其中dt为ADC采样周期，Vin为输入端，Vout为输出端，R为CR微分电路中ADC之前的电路阻值，C为CR微分电路中ADC之前的容值；
然后将X[n]定义为经过ADC数字化后的Vin，Y[n]定义为经过ADC数字化后的Vout，整理变换得到的函数表达式为：
然后定义则CR微分电路的递推数值解表达式为：
整理变换得到：X[n+1]-X[n]＝(1+k)·Y[n+1]-Y[n]；将该公式做积分变换得到X[n+1]＝k·∑Y[n+1]+Y[n+1]，该公式根据输出求输入，则将该过程定义为逆系统，该公式则为CR逆系统的数值递推公式；
根据CR逆系统的数值递推公式，得到CR逆系统的z域函数式为：
较优的，本发明在S2中，负指数核脉冲信号经过CR逆系统转化为阶跃信号后，所述阶跃信号再经过两路的截断卷积处理生成两路的卷积信号，则该截断卷积处理过程的z域函数表达式为：
其中，nk对应梯形上升的宽度，nb对应梯形平顶的宽度。
较优的，本发明在S3中，对所述两路卷积信号进行求差，即为输入信号与其延后的信号做差，得到中间信号。
较优的，本发明S4具体为：进行数字积分为累加的过程，该过程的z域函数表达式为：
中间信号经过数字积分成形为梯形脉冲信号，然后通过数字递推整理得到负指数脉冲信号转化为梯形脉冲信号的z域函数表达式为：
较优的，本发明S1中采用PZC系统推导z域系统函数的具体步骤为：
CR微分电路中Vin和Vout的函数表达式为：其中dt为ADC采样周期，Vin为输入端，Vout为输出端，Rdiff为CR微分系统中的阻值、Cdiff为CR微分系统中的容值；然后将X[n]定义为经过ADC数字化后的Vin，Y[n]定义为经过ADC数字化后的Vout，整理变换得到的函数表达式为：/>
然后定义则CR微分电路的递推数值解表达式为：
整理可得：
其中此处Rinv为CR逆系统中的阻值、Cinv为CR逆系统中的容值，然后将整理后得到的x[n]的函数表达式代入CR微分系统的递推解函数表达式，得到宽度变化后的负指数核脉冲信号z[n]的函数表达式为：
其中，Rdiff为CR微分系统中的阻值、Cdiff为CR微分系统中的
容值；
比较CR微分电路的递推数值解表达式与负指数核脉冲信号z[n]的函数表达式，当kdiff>kinv时，两个函数表达式有相同的形式，则负指数核脉冲信号z[n]的函数表达式为PZC电路的递推数值解表达式；
PZC电路的递推数值解表达式进行z变换后得到PZC单元系统的z域系统函数表达式：
较优的，本发明S2具体为：负指数核脉冲信号经过PZC系统转化为冲激信号后，所述冲激信号再通过两路的截断卷积处理生成两路的卷积信号，则两路截断卷积处理过程的z域函数表达式为：
其中，nk表示梯形上升的宽度，nb表示梯形平顶的宽度。
较优的，本发明对两路截断信号做差，即为输入信号与其延后的信号做差，得到截断求差信号，然后对截断求差信号进行数字积分，数字积分处理为累加的过程，截断求差信号经过一次数字积分得到积分信号，积分信号再经过数字积分后得到梯形脉冲信号，则两次数字积分过程的z域函数表达式为：
其中，nk表示梯形上升的宽度，
通过函数表达式进行数字递推得到整个基于PZC电路的负指数核脉冲信号形成梯形脉冲信号的z域函数表达式为：
本发明还公开了一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理系统，包括：
信号转化系统：将所述负指数核脉冲信号转化成为数字信号；
截断卷积系统：将对所述数字信号进行两路的截断卷积处理，生成两路的截断卷积信号；
求差系统：求所述两路的截断卷积信号进行求差，得到中间信号；
数字积分系统：将所述中间信号进行数字积分，得到梯形脉冲信号。
相比现有技术，本发明的技术方案具有如下优点/有益效果：
1.本发明在核能谱测量系统中，通过将极零相消电路连接在前置放大器之后，可以改善负指数核脉冲信号的波形，使脉冲宽度变宽，同时避免使用CR微分电路造成下冲的问题。
2.本发明通过前期推导CR逆系统的递推解出发，改进了PZC电路的数字递推算法，完善了各个单元系统的z域系统函数，大大简化了级联的推导过程。
3.通过拆分复杂系统成单个小单元，构造物理意义明确的复杂成型。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式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发明的某些实施例，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是本发明具体实施例的流程框图。
图2是本发明CR逆变换级联卷积梯形成形的示意图。
图2-1是图2中局部单元系统的放大示意图。
图2-2是图2中局部单元系统的放大示意图。
图3是实施例中CR微分电路的电路图。
图4是本发明阶跃信号CR逆系统成形示意图。
图5是本发明实施例1中CR逆变换级联卷积梯形成形各单元系统输出波形示意图。
图6是本发明PZC级联卷积梯形成形的示意图。
图6-1是图6中局部单元系统的放大示意图。
图6-2是图6中局部单元系统的放大示意图。
图7是实施例中PZC电路的电路图。
图8是CR逆系统和CR微分系统对处理信号示意图。
图9是发明实施例2中PZC级联卷积梯形成形各单元系统输出波形示意图。
具体实施方式
名词解释：
PZC：pole zero cancellation极零相消。
为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图以及具体实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
本实施例为基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，该方法主要是基于以下系统来实现，如图2所示，该系统包括：
信号转化系统：将所述负指数核脉冲信号转化为数字信号，比如该信号转化系统可以采用ADC；
截断卷积系统：将对所述数字信号进行两路截断卷积处理，生成两路的截断卷积信号，比如该截断卷积系统可以采用截断卷积单元；
求差系统：对所述两路的截断卷积信号进行求差；比如该求差系统可以采用求差单元；
数字积分系统：对所述中间信号进行数字积分，得到梯形脉冲信号，比如该数字积分系统可以采用积分单元。
该实施例是通过CR逆电路处理的，该信号处理具体过程如下：
S1：将负指数核脉冲信号转化为的阶跃信号，并推导信号转化过程中的z域系统函数；
S1中的负指数核脉冲信号是通过CR逆系统转化成数字信号，所述CR逆系统将负指数核脉冲信号转化成为阶跃信号，S1中采用CR逆系统推导z域系统函数的具体步骤为：
如图3所示，在CR微分电路中，根据KCL定律，CR微分电路中Vin和Vout的函数表达式为：
其中dt为ADC采样周期，Vin为输入端，Vout为输出端，R为CR微分电路中ADC之前的电路阻值，C为CR微分电路中ADC之前的容值；
然后将X[n]定义为经过ADC数字化后的Vin，Y[n]定义为经过ADC数字化后的Vout，整理变换得到的函数表达式为：
然后定义则CR微分电路的递推数值解表达式为：
如图4所示：当输入为阶跃信号时，输出为负指数信号，因为当输入为阶跃信号时，则有/>整理得到阶跃信号通过CR微分电路输出为：
其中K为阶跃信号的幅度。
CR微分电路的递推数值解表达式整理变换得到：X[n+1]-X[n]＝(1+k)·
Y[n+1]-Y[n]；将该公式做积分变换得到X[n+1]＝k·∑Y[n+1]+Y[n+1]，该公式根据输出求输入，则将该过程定义为逆系统，该公式则为CR逆系统的数值递推公式；如图2所示级联梯成形框图的C-RINV单元系统即为C-R逆系统单元系统。如图2所示，CR逆系统单元系统输入为负指数核脉冲信号时，可以得出输出为阶跃信号，根据CR逆系统的数值递推公式，得到CR逆系统的z域函数式为：
S2：如图2中截断卷积系统对信号的处理可知，对所述阶跃信号进行两路的截断卷积处理，其中一路的范围为0-k,另一路的范围为k+b-2k+b；进一步推导截断卷积处理过程中的z域系统函数，得到两路卷积信号；负指数核脉冲信号经过CR逆系统转化为阶跃信号后，所述阶跃信号再经过两路的截断卷积处理生成两路的卷积信号，则该截断卷积处理过程的z域函数表达式为：
其中，nk对应梯形上升的宽度，nb对应梯形平顶的宽度。
S3：如图2所示的求差系统，对所述两路卷积信号进行求差，得到一个中间信号；对所述两路截断信号做差，即为输入信号与其延后的信号做差，得到中间信号。
S4：对所述中间信号进行数字积分，得到梯形脉冲信号，图5为通过各级联系统得到的信号；通过数字递推最终得到负指数脉冲信号变为梯形脉冲信号的z域函数表达式。
如图2所示，对中间信号进行数字积分为累加的过程，该过程的z域函数表达式为：
中间信号经过数字积分成形为梯形脉冲信号，然后通过数字递推整理得到负指数脉冲信号转化为梯形脉冲信号的z域函数表达式为：
实施例2：
本实施例为基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，该方法主要是基于以下系统来实现，如图2所示，该系统包括：
信号转化系统：将所述负指数核脉冲信号转化为数字信号，比如该信号转化系统可以采用ADC；
截断卷积系统：将对所述数字信号进行两路截断卷积处理，生成两路的截断卷积信号，比如该截断卷积系统可以采用截断卷积单元；
求差系统：对所述两路的截断卷积信号进行求差；比如该求差系统可以采用求差单元；
数字积分系统：对所述中间信号进行数字积分，得到梯形脉冲信号，比如该数字积分系统可以采用积分单元。
该实施例是通过PZC电路来实现的，具体过程如下：
S1：将负指数核脉冲信号转化为的数字信号，并推导信号转化过程中的z域系统函数；S1中的负指数核脉冲信号是通过PZC系统将负指数核脉冲信号转化为冲激信号。如图7所示为PZC电路示意图，传统的极零相消电路的数值递推解表达式为：
其中x[n]，y[n]分别是离散化后的vi(t)与vo(t)，通过改变k1、k2的值可以对不同衰减时间常数的输入信号进行极零补偿。
本发明S1中采用PZC系统推导z域系统函数的具体步骤为：
如图8所示，CR逆系统可以将负指数信号转换为阶跃信号，再经CR微分后可以改变脉冲信号的宽度。
CR微分电路中Vin和Vout的函数表达式为：其中dt为ADC采样周期，Vin为输入端，Vout为输出端，Rdiff为CR微分系统中的阻值、Cdiff为CR微分系统中的容值；然后将X[n]定义为经过ADC数字化后的Vin，Y[n]定义为经过ADC数字化后的Vout，整理变换得到的函数表达式为：/>
然后定义则CR微分电路的递推数值解表达式为：
整理可得：
其中此处Rinv为CR逆系统中的阻值、Cinv为CR逆系统中的容值，然后将整理后得到的x[n]的函数表达式代入CR微分系统的递推解函数表达式，得到宽度变化后的负指数核脉冲信号z[n]的函数表达式为：
其中，Rdiff为CR微分系统中的阻值、Cdiff为CR微分系统中的容值；比较CR微分电路的递推数值解表达式与负指数核脉冲信号z[n]的函数表达式，当kdiff>kinv时，两个函数表达式有相同的形式，则负指数核脉冲信号z[n]的函数表达式为PZC电路的递推数值解表达式；
如图6所示，PZC电路的递推数值解表达式进行z变换后得到PZC单元系统的z域系统函数表达式：
当成形参数很小时，可以得到一个近似的冲激信号，如图6和图9所示的冲激信号。
本发明将极零相消电路连接在前置放大器之后，可以改善脉冲波形，使脉冲宽度变窄，同时避免使用CR微分电路造成下冲的问题。
S2：如图6所示，对所述冲激信号进行两路的截断卷积处理，进一步推导截断卷积处理过程中的z域系统函数，得到两路卷积信号；S2具体为：负指数核脉冲信号经过PZC系统转化为冲激信号后，所述冲激信号再通过两路的截断卷积处理生成两路的卷积信号，则两路截断卷积处理过程的z域函数表达式为：
其中，nk表示梯形上升的宽度，nb表示梯形平顶的宽度。
S3：如图6所示，对所述两路卷积信号进行求差，得到一个中间信号；对两路截断信号做差，即为输入信号与其延后的信号做差，得到截断求差信号，如图9中所示的截断求差信号。
S4：如图6所示，对所述截断求差信号进行数字积分，得到梯形脉冲信号，通过数字递推最终得到负指数脉冲信号变为梯形脉冲信号的z域函数表达式。对截断求差信号进行数字积分，数字积分处理为累加的过程，截断求差信号经过一次数字积分得到积分信号，如图9所示的积分信号，积分信号再经过数字积分后得到梯形脉冲信号，则两次数字积分过程的z域函数表达式为：
其中，nk表示梯形上升的宽度，
通过函数表达式进行数字递推得到整个基于PZC电路的负指数核脉冲信号形成梯形脉冲信号的z域函数表达式为：
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，其特征在于，包括：
S1：将负指数核脉冲信号转化为的数字信号，并推导信号转化过程中的z域系统函数；
S2：对所述数字信号进行两路的截断卷积处理，进一步推导截断卷积处理过程中的z域系统函数，得到两路卷积信号；
S3：对所述两路卷积信号进行求差，得到一个中间信号；
S4：对所述中间信号进行数字积分，得到梯形脉冲信号，通过数字递推最终得到负指数脉冲信号变为梯形脉冲信号的z域函数表达式。
2.根据权利要求1所述的一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，其特征在于：S1中的负指数核脉冲信号是通过PZC系统或者CR逆系统转化成数字信号，所述CR逆系统将负指数核脉冲信号转化成为阶跃信号，所述PZC系统将负指数核脉冲信号转化为冲激信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，其特征在于：S1中采用CR逆系统推导z域系统函数的具体步骤为：
在CR微分电路中，根据KCL定律，CR微分电路中Vin和Vout的函数表达式为：
其中dt为ADC采样周期，Vin为输入端，Vout为输出端，R为CR微分电路中ADC之前的电路阻值，C为CR微分电路中ADC之前的容值；
然后将X[n]定义为经过ADC数字化后的Vin，Y[n]定义为经过ADC数字化后的Vout，整理变换得到的函数表达式为：
然后定义则CR微分电路的递推数值解表达式为：
整理变换得到：X[n+1]-X[n]＝(1+k)·Y[n+1]-Y[n]；将该公式做积分变换得到X[n+1]＝k·∑Y[n+1]+Y[n+1]，该公式根据输出求输入，则将该过程定义为逆系统，该公式则为CR逆系统的数值递推公式；
根据CR逆系统的数值递推公式，得到CR逆系统的z域函数式为：
4.根据权利要求3所述的一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，其特征在于：在S2中，负指数核脉冲信号经过CR逆系统转化为阶跃信号后，所述阶跃信号再经过两路的截断卷积处理生成两路的卷积信号，则该截断卷积处理过程的z域函数表达式为：
其中，nk对应梯形上升的宽度，nb对应梯形平顶的宽度。
5.根据权利要求4所述的一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，其特征在于：S3中，对所述两路卷积信号进行求差，即为输入信号与其延后的信号做差，得到中间信号。
6.根据权利要求5所述的一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，其特征在于：S4具体为：进行数字积分为累加的过程，该过程的z域函数表达式为：
中间信号经过数字积分成形为梯形脉冲信号，然后通过数字递推整理得到负指数脉冲信号转化为梯形脉冲信号的z域函数表达式为：
7.根据权利要求2所述的一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，其特征在于：S1中采用PZC系统推导z域系统函数的具体步骤为：
CR微分电路中Vin和Vout的函数表达式为：其中dt为ADC采样周期，Vin为输入端，Vout为输出端，Rdiff为CR微分系统中的阻值、Cdiff为CR微分系统中的容值；然后将X[n]定义为经过ADC数字化后的Vin，Y[n]定义为经过ADC数字化后的Vout，整理变换得到的函数表达式为：/>
然后定义则CR微分电路的递推数值解表达式为：/>
整理可得：
其中此处Rinv为CR逆系统中的阻值、Cinv为CR逆系统中的容值，然后将整理后得到的x[n]的函数表达式代入CR微分系统的递推解函数表达式，得到宽度变化后的负指数核脉冲信号z[n]的函数表达式为：
其中，Rdiff为CR微分系统中的阻值、Cdiff为CR微分系统中的容值；
比较CR微分电路的递推数值解表达式与负指数核脉冲信号z[n]的函数表达式，当kdiff>kinv时，两个函数表达式有相同的形式，则负指数核脉冲信号z[n]的函数表达式为PZC电路的递推数值解表达式；
PZC电路的递推数值解表达式进行z变换后得到PZC单元系统的z域系统函数表达式：
8.根据权利要求7所述的一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，其特征在于：S2具体为：负指数核脉冲信号经过PZC系统转化为冲激信号后，所述冲激信号再通过两路的截断卷积处理生成两路的卷积信号，则两路截断卷积处理过程的z域函数表达式为：
其中，nk表示梯形上升的宽度，nb表示梯形平顶的宽度。
9.根据权利要求8所述的一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理方法，其特征在于：对两路截断信号做差，即为输入信号与其延后的信号做差，得到截断求差信号，然后对截断求差信号进行数字积分，数字积分处理为累加的过程，截断求差信号经过一次数字积分得到积分信号，积分信号再经过数字积分后得到梯形脉冲信号，则两次数字积分过程的z域函数表达式为：
其中，nk表示梯形上升的宽度，
通过函数表达式进行数字递推得到整个基于PZC电路的负指数核脉冲信号形成梯形脉冲信号的z域函数表达式为：
10.一种基于z变换的负指数核脉冲信号处理系统，其特征在于包括：
信号转化系统：将负指数核脉冲信号转化为的数字信号，并推导信号转化过程中的z域系统函数；
截断卷积系统：对所述数字信号进行两路的截断卷积处理，进一步推导截断卷积处理过程中的z域系统函数，得到两路卷积信号；
求差系统：对所述两路卷积信号进行求差，得到一个中间信号；
数字积分系统：对所述中间信号进行数字积分，得到梯形脉冲信号，通过数字递推最终得到负指数脉冲信号变为梯形脉冲信号的z域函数表达式。
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Citations (4)
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| 核信号的FIR数字滤波模拟计算;胡云川 等;核电子学与探测技术;第34卷(第12期);第1425-1427页 * |
| 核脉冲信号放大电路时域内数值分析方法的研究;周伟 等;核电子学与探测技术;第35卷(第09期);第891-894页 * |
| 核脉冲信号数字成形方法研究与性能分析;卢炜煌;中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑(第01期);第C040-205页 * |
| 梯形成形算法在X射线多道脉冲幅度提取中的应用;贾惠芹 等;西安石油大学学报(自然科学版);第35卷(第04期);第121-126页 * |
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