專利名稱：一種光譜儀的無高斯整型的數(shù)字多道脈沖分析器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種光譜儀的分析器技術(shù)，特別涉及一種光譜儀的無高斯整型的數(shù)字多道脈沖分析器。
背景技術(shù)：
多道脈沖幅度分析器不僅能自動獲取能譜數(shù)據(jù)，而且一次測量就能得到整個能譜，因此可大大減少數(shù)據(jù)采集時間，與此同時，其測量精度也顯著提高。自從20世紀50年代以來，多道脈沖幅度分析器發(fā)展迅速，現(xiàn)在已成為獲取核能譜數(shù)據(jù)的通用儀器。
度在每一個幅度間隔內(nèi)的輸入脈沖個數(shù)，最后得到輸入信號的脈沖幅度分布曲線。其測量采用的是計算機技術(shù)中的A/D模數(shù)變換及數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。在計算機的存儲器中開辟一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)有2η個計數(shù)器，每一個脈沖幅度間隔在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)部有一個對應(yīng)的計數(shù)器。多道脈沖幅度分析時，可在微處理器的控制下，將被分析的脈沖信號首先送往模數(shù)變換器，經(jīng)A/D變換形成一個代表脈沖幅度的數(shù)字量(道址)。然后用微處理器將該數(shù)字量變換成所對應(yīng)的計數(shù)器地址。并使該地址對應(yīng)的計數(shù)器內(nèi)容加一(反映該道計數(shù)加一)。這樣，經(jīng)過一段時間的測量，存儲器內(nèi)計數(shù)器緩沖中各計數(shù)器計數(shù)的多少就可反映輸入脈沖的幅度分布。由于傳統(tǒng)的多道脈沖分析器，探測器的前置放大器輸出的拖尾脈沖必須經(jīng)過整形電路變成高斯脈沖，然后送到多道脈沖高度分析器進行多道分析，形成能譜。前放輸出的脈沖信號，具有陡峭的上升沿，典型的氣體探測器的上升沿可達到300ns以下，但經(jīng)過整形電路以后，脈沖寬度一般為I到幾微秒，并且基線的噪聲幅度明顯提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述技術(shù)的不足，提出一種光譜儀的無高斯整型的數(shù)字多道脈沖分析器，克服現(xiàn)有多道脈沖幅度分析方法在高計數(shù)率情況下，改變存在分辨率差(重疊峰多)的現(xiàn)狀；以及改變噪聲對基線峰位不穩(wěn)定的目的。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種光譜儀的無高斯整型的數(shù)字多道脈沖分析器，直接把前放信號(電荷靈敏放大器)進行采樣，并進行幅度分析，由于前放信號輸出的信號，上升沿時間快，一般在300ns以下，下降沿比較緩慢，一般大于20us，在高計率的條件下，上升沿峰位重疊的機會更少，在新型多道脈沖分析中，對上升沿的最低和最高點進行跟蹤，最高點與最低點的差值，對應(yīng)為多道的道值，與以前的分析方法相比，基線噪聲對峰位影響較??；判斷峰的方法，采用連續(xù)3次(此參數(shù)可以設(shè)置)信號幅度上升，且大于某一定值時，從而確定為一個峰，相對以前的分析方法，可以輕易的分辨出是噪聲還是真實的峰。單個峰的判斷，對信號幅度進行監(jiān)測，X軸為時間軸，單位uS，Y軸為輸入信號幅度，單位mV。
設(shè)定第NO次信號幅度為V0，第NI次信號幅度為VI，第N2次信號幅度為V2，依此類推，即Vl-VO >= Vp，V2-Vl >= Vp，依此類推，所述的Vp是作為判斷峰的一個設(shè)定幅度值，即門限值，在連續(xù)3次以上采都符合Vn-Vn-I >= Vp,則可以判斷為一個峰，并把VO作為峰的最低點，否認為不是一個峰，如N6、N7、N8、N9點；以此在基線噪聲較差的情況也可以清楚的判斷出峰；繼續(xù)采樣，當峰監(jiān)測到N3點的信號幅度為V3，N4點的信號幅度為V4，且V4 < V3，則把V3做為峰的峰值，并將V3-V0值在對應(yīng)通道上計數(shù)器上加I。峰疊加的處理，直接使用前放信號進行采樣，所以上升沿時間短，下降沿時間較長，即在采集的時候出現(xiàn)雙倍峰的幾率很小，下降沿則會出現(xiàn)重疊的情況。' ' ；p單個峰的判斷的方法能判斷出前一個峰的最低點NO和最高點NI，采樣中對單位時間內(nèi)的各個點進行跟蹤，第N3次信號幅度為V3，第N4次信號幅度為V4，第N5次信號幅度為V5，第N6次信號幅度為V6，依此類推，當V4-V3 >= Vp, V5-V4 >= Vp, V6-V5 >=Vp時，可以判斷V3為第二個峰的最低點，相同的方法可以判斷出第N7次的信號幅度V7為峰值，則可以分別在通道V1-V0，V7-V3上各加I。 采用上述技術(shù)，本發(fā)明的有益效果有將放大到合適幅度的前放信號直接送到高速A/D轉(zhuǎn)換器進行采樣，由高速數(shù)字電路直接分析脈沖從起始點到峰頂點的高度，由于前放脈沖的上升沿陡峭，起始點的判定非常容易。而下降沿也很明顯，脈沖高度的算法大大簡化。并且由于利用的上升沿時間短，使多道分析器的脈沖通過率大幅度提高，即使輸入脈沖達到2X105cps，得到的譜峰的分辨率仍沒有明顯惡化。


圖I為多通道脈沖幅度分析器MCA的原理分析示意圖；圖2為多通道脈沖幅度分析器單個峰的判斷時前放信號示意圖；圖3為多通道脈沖幅度分析器單個峰的判斷時單個前放信號示意圖；圖4為多通道脈沖幅度分析器峰疊加的處理時峰疊加示意圖；圖5為多通道脈沖幅度分析器峰疊加的處理時峰疊加分析示意具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。如圖I所示的，多道脈沖處理器全稱多通道脈沖幅度分析器(MCA)，功能是將AD采樣范圍的幅度分為102420484096等通道，各通道分別記錄脈沖幅度的個數(shù)，如AD采集信號范圍是-O. 3V到3V，2048道，則每通道對應(yīng)的幅值為3. 3/2048 = I. 6mV。當采集到一個脈沖幅度為IV的信號進行時，則在1000mV/l. 6mV道計數(shù)加1，為3. 3V時，則在2048道計數(shù)加1，如圖O所示，X軸為通道值，Y軸為計數(shù)率。一種光譜儀的無高斯整型的數(shù)字多道脈沖分析器，直接把前放信號(電荷靈敏放大器)進行采樣，并進行幅度分析，由于前放信號輸出的信號，上升沿時間快，一般在300ns以下，下降沿比較緩慢，一般大于20us，在高計率的條件下，上升沿峰位重疊的機會更少，在新型多道脈沖分析中，對上升沿的最低和最高點進行跟蹤，最高點與最低點的差值，對應(yīng)為多道的道值，與以前的分析方法相比，基線噪聲對峰位影響較?。淮_定一個峰采用，連續(xù)3次(此參數(shù)可以設(shè)置)，且上升幅度大于某一定值時，從而確定為一個峰，相對以前的分析方法，對可以輕易的分辨出是噪聲還是真實的峰。單個峰的判斷，如圖2所示為采集的前放信號，X軸為時間軸(單位uS)，Y軸為輸入信號幅度(單位mV)，進行局部放大后，前放信號的譜圖如圖3所示。根據(jù)圖2，圖3所示，前放信號上升沿時間都在IuS左右，下降沿都在15uS左右，并且信號存在下沖。新型多道脈沖幅度分析方法，對信號幅度進行監(jiān)測，如第NO次信號幅度為V0，第NI次信號幅度為VI，第N2次信號幅度為V2，如果Vl-VO > = Vp, V2-V1 > =Vp (可進行多次判斷，注Vp是作為判斷峰的一個設(shè)定幅度值，S卩門限值。)，如果連續(xù)3次(或N次)采都符合Vn-Vn-I >= Vp，則可以判斷為一個峰，并把VO作為峰的最低點，否認為不是一個峰，如N6、N7、N8、N9點；這種方法在基線噪聲較差的情況也可以清楚的判斷出峰。繼續(xù)采樣，當峰監(jiān)測到N3點的信號幅度為V3，N4點的信號幅度為V4，且V4 < V3,則把V3做為峰的峰值，并將V3-V0值在對應(yīng)通道上計數(shù)器上加I。
峰疊加的處理如圖4、圖5所示，由于新型多通道脈沖分析方法直接使用前放信號進行采樣，所以上升沿時間短(IuS左右)，下降沿時間較長(20uS左右)，所以在采集的時候出現(xiàn)雙倍峰的幾率很小(準確的計算出元素的計數(shù)率)，下降沿則會出現(xiàn)重疊的情況。采用單個峰的判斷的方法能判斷出前一個峰的最低點NO和最高點NI，采樣中對單位時間內(nèi)的各個點進行跟蹤，第N3次信號幅度為V3，第NI次信號幅度為V4，第N5次信號幅度為V5，第N6次信號幅度為V6，當V4-V3 > = Vp，V5-V4 > = Vp，V6-V5 > = Vp時，可以判斷V3為第二個峰的最低點，相同的方法可以判斷出第N7次的信號幅度V7為峰值，則可以分別在通道V1-V0，V7-V3上各加I。本發(fā)明將放大到合適幅度的前放信號直接送到高速A/D轉(zhuǎn)換器進行采樣，由高速數(shù)字電路直接分析脈沖從起始點到峰頂點的高度，由于前放脈沖的上升沿陡峭，起始點的判定非常容易。而下降沿也很明顯，脈沖高度的算法大大簡化。并且由于利用的上升沿時間短，使多道分析器的脈沖通過率大幅度提高，即使輸入脈沖達到2X105cps，得到的譜峰的分辨率仍沒有明顯惡化。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光譜儀的無高斯整型的數(shù)字多道脈沖分析器，其特征在于所述的分析器將前放信號的幅度放大，直接送到A/d轉(zhuǎn)換器進行采樣，由數(shù)字電路直接分析脈沖從起始點到峰頂點的高度，由于前放信號輸出的信號，上升沿時間快，下降沿比較緩慢，在高計率的條件下，上升沿峰位重疊的機會更少，采用對上升沿的最低點和最高點進行跟蹤，最高點與最低點的差值，對應(yīng)為多道的道值，由于基線噪聲對峰位影響較小，從而確定一個峰采用，采用連續(xù)3次以上，即上升幅度大于定值時，從而確定為一個峰，以此分辨出是噪聲還是真實的峰。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光譜儀的無高斯整型的數(shù)字多道脈沖分析器，其特征在于對所述的信號幅度進行監(jiān)測，X軸為時間軸，單位uS，Y軸為輸入信號幅度，單位mV ； 設(shè)定第NO次信號幅度為V0，第NI次信號幅度為VI，第N2次信號幅度為V2，依此類推，即Vl-VO >= Vp，V2-Vl >= Vp，依此類推，所述的Vp是作為判斷峰的一個設(shè)定幅度值，即門限值，在連續(xù)3次以上采都符合Vn-Vn-I >= Vp，則可以判斷為一個峰，并把VO作為峰的最低點，否認為不是一個峰，如N6、N7、N8、N9點；以此在基線噪聲較差的情況也可以清楚的判斷出峰；繼續(xù)采樣，當峰監(jiān)測到N3點的信號幅度為V3，N4點的信號幅度為V4，且V4< V3,則把V3做為峰的峰值，并將V3-V0值在對應(yīng)通道上計數(shù)器上加I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種光譜儀的無高斯整型的數(shù)字多道脈沖分析器，其特征在于直接使用前放信號進行采樣，所以上升沿時間短，下降沿時間較長，即在采集的時候出現(xiàn)雙倍峰的兒率很小，下降沿則會出現(xiàn)重疊的情況； 采用單個峰的判斷的方法能判斷出前一個峰的最低點NO和最高點NI，采樣中對單位時間內(nèi)的各個點進行跟蹤，第N3次信號幅度為V3，第N4次信號幅度為V4，第N5次信號幅度為V5，第N6次信號幅度為V6，依此類推，當V4-V3 >= Vp，V5_V4 >= Vp，V6_V5 >= Vp時，可以判斷V3為第二個峰的最低點，相同的方法可以判斷出第N7次的信號幅度V7為峰值，則可以分別在通道V1-V0，V7-V3上各加I。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光譜儀的無高斯整型的數(shù)字多道脈沖分析器，直接把前放信號進行采樣，并進行幅度分析，由于前放信號輸出的信號，上升沿時間快，一般在300ns以下，下降沿比較緩慢，一般大于20us，在高計率的條件下，上升沿峰位重疊的機會更少，在新型多道脈沖分析中，對上升沿的最低和最高點進行跟蹤，最高點與最低點的差值，對應(yīng)為多道的道值，與以前的分析方法相比，基線噪聲對峰位影響較小；判斷峰的方法，采用連續(xù)3次信號幅度上升，且大于某一定值時，從而確定為一個峰，相對以前的分析方法，對可以輕易的分辨出是噪聲還是真實的峰。
文檔編號G01J3/02GK102829863SQ20121006024
公開日2012年12月19日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者王榮 申請人:深圳市華唯計量技術(shù)開發(fā)有限公司