基于雙線性變換法的數(shù)字核脈沖高斯成形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于雙線性變換法的數(shù)字核脈沖高斯成形方法，包括：根據(jù)模擬高斯成形系統(tǒng)的電路，得到系統(tǒng)電路輸入信號與輸出信號的微分方程，將微分方程通過拉普拉斯變換進行推導，獲得模擬高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)；通過雙線性變換法將模擬高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)由模擬域轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，得到數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)；對數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)進行逆Z變換，得到數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)，所述沖激響應(yīng)中含有可對波形寬度進行調(diào)整的成形參數(shù)；選定沖激響應(yīng)中的成形參數(shù)，并根據(jù)選定的成形參數(shù)值確定對應(yīng)的數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)；將輸入到數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的核脈沖信號與數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)進行卷積和運算，實現(xiàn)數(shù)字核脈沖高斯成形。
【專利說明】基于雙線性變換法的數(shù)字核脈沖高斯成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及放射性測量中數(shù)字核脈沖的高斯成形，尤其涉及一種基于雙線性變換法的數(shù)字核脈沖高斯成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]核能譜測量是進行放射性測量及物質(zhì)成分分析的重要方法之一。在核能譜測量系統(tǒng)中，核輻射探測器輸出的核脈沖信號上升很快，但下降時間很長，不僅影響能量分辨率，而且影響能譜曲線的峰位。解決這個問題的常見方法是將核脈沖信號成形。高斯成形在能量分辨率高及彈道虧損等方面的綜合性能較好，因此高斯成形是核脈沖成形的一個主要研究方向。模擬高斯成形系統(tǒng)常使用模擬Sallen-Key濾波器實現(xiàn),但一方面模擬系統(tǒng)在穩(wěn)定性、靈活性及譜峰漂移等方面存在諸多不足，另一方面，隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化成為核分析儀器發(fā)展的主要方向，而數(shù)字化的關(guān)鍵是數(shù)字脈沖成形，因此數(shù)字高斯成形成為數(shù)字核脈沖信號處理研究的熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于雙線性變換法的數(shù)字核脈沖高斯成形方法。該方法克服了核脈沖模擬高斯成形的不足，解決了核脈沖的數(shù)字高斯成形需求，為核儀器的數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]基于雙線性變換法的數(shù)字核脈沖高斯成形方法，包括:
[0006]根據(jù)模擬高斯成形系統(tǒng)的電路，得到系統(tǒng)電路輸入信號與輸出信號的微分方程，將微分方程通過拉普拉斯變換進行推導，獲得模擬高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)；
[0007]通過雙線性變換法將模擬高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)由模擬域轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，得到數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)；
[0008]對數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)進行逆Z變換，得到數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)，所述沖激響應(yīng)中含有可對波形寬度進行調(diào)整的成形參數(shù)；
[0009]選定沖激響應(yīng)中的成形參數(shù)，并根據(jù)選定的成形參數(shù)值確定對應(yīng)的數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)；
[0010]將輸入到數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的核脈沖信號與數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)進行卷積和運算，實現(xiàn)數(shù)字核脈沖高斯成形。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一個或多個實施例可以具有如下優(yōu)點:
[0012]有效克服模擬高斯成形系統(tǒng)的不足，實現(xiàn)對數(shù)字核脈沖信號的高斯成形，并且使用中可根據(jù)對成形波形的要求靈活調(diào)節(jié)參數(shù)值，選擇最優(yōu)參數(shù)，以滿足不同的測量需求，為數(shù)字核能譜分析儀中高斯脈沖成形的實時實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
[0013]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0015]圖1是基于雙線性變換法的數(shù)字核脈沖高斯成形方法流程圖；
[0016]圖2是為模擬高斯成形系統(tǒng)的電路原理圖；
[0017]圖3是不同參數(shù)值對應(yīng)的高斯成形波形。 【具體實施方式】
[0018]容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出本發(fā)明的多個結(jié)構(gòu)方式和制作方法。因此以下【具體實施方式】以及附圖僅是本發(fā)明的技術(shù)方案的具體說明，而不應(yīng)當視為本發(fā)明的全部或者視為本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。
[0019]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
[0020]如圖1所示，為基于雙線性變換法的數(shù)字核脈沖高斯成形方法，該方法包括以下步驟:
[0021]步驟10根據(jù)模擬高斯成形系統(tǒng)的電路，得到系統(tǒng)電路輸入信號與輸出信號的微分方程，將微分方程通過拉普拉斯變換進行推導，獲得模擬高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)；推導模擬高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)，即模擬Sallen-Key濾波器的系統(tǒng)函數(shù)，包括如下步驟A-C:
[0022]A根據(jù)模擬模擬Sallen-Key濾波器的電路原理圖(如圖2所示)，列出圖中輸入信號f (t)與輸出信號y(t)之間的數(shù)學關(guān)系為:
[0023]R2C2y" (t)+RCy，(t)+y (t) =2f (t) (I)
[0024]B將方程兩邊進行拉普拉斯變換，根據(jù):
【權(quán)利要求】
1.基于雙線性變換法的數(shù)字核脈沖高斯成形方法，其特征在于，所述方法包括: 根據(jù)模擬高斯成形系統(tǒng)的電路，得到系統(tǒng)電路輸入信號與輸出信號的微分方程，將微分方程通過拉普拉斯變換進行推導，獲得模擬高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)； 通過雙線性變換法將模擬高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)由模擬域轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，得到數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)； 對數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)進行逆Z變換，得到數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)，所述沖激響應(yīng)中含有可對波形寬度進行調(diào)整的成形參數(shù)； 選定沖激響應(yīng)中的成形參數(shù)，并根據(jù)選定的成形參數(shù)值確定對應(yīng)的數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)； 將輸入到數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的核脈沖信號與數(shù)字高斯成形系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)進行卷積和運算，實現(xiàn)數(shù)字核脈沖高斯成形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙線性變換法的數(shù)字核脈沖高斯成形方法，其特征在于，所述成形參數(shù)影響成形脈沖的寬度及波形形狀，參數(shù)值越大，波形越寬。
【文檔編號】G01T1/36GK103675891SQ201310676123
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】葛青, 葛良全, 曾國強 申請人:成都理工大學