一种核信号的脉冲成形方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核信号的脉冲成形方法和系统，属于信号处理技术领域，针对现有技术中存在的脉冲信号宽度变宽，从而增加了堆积事件，以及对高斯白噪声没有较好的抗噪效果的问题，本发明专利技术包括：获取探测器的输出信号，将输出信号构造成数字函数信号；将所述数字函数信号离散后作Z变换，得到输出Z变换信号；定义输入信号为指数信号，对所述指数信号作Z变换，得到输入Z变换信号；根据所述输入Z变换信号和所述输出Z变换信号，得到输入信号脉冲成形的传递函数；对所述传递函数作逆Z变换，得到输入信号的脉冲成形信号，及其时域表达式。其目的为：使得到的脉冲成形信号的具有较好的信噪比，方便获取幅度。获取幅度。获取幅度。

【技术实现步骤摘要】
一种核信号的脉冲成形方法和系统


[0001]本专利技术属于信号处理
，具体涉及一种核信号的脉冲成形方法和系统。

技术介绍

[0002]放射性测量仪器中探测器和前置电路输出的脉冲信号是一个基于时间常数的指数衰减信号。通常需要在探测器和前置电路输出后增加脉冲成形电路，将基于时间常数的指数衰减信号进行脉冲成形，再进行多道脉冲幅度分析，以提高分析仪器的综合性能指标。
[0003]现有技术中，通常通过CR
‑
RCm数字滤波器将指数脉冲信号转换为类高斯信号，然后对类高斯信号进行分析处理。
[0004]现有技术存在以下技术问题:
[0005]1.当增加m时，CR
‑
RCm数字滤波器的算法变得复杂并且脉冲信号宽度变宽，从而增加了堆积事件。
[0006]2.现有滤波器对高斯白噪声没有较好的抗噪效果。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的脉冲信号宽度变宽，从而增加了堆积事件，以及对高斯白噪声没有较好的抗噪效果的问题，本专利技术提出了一种核信号的脉冲成形方法和系统，其目的为：使得到的脉冲成形信号的具有较好的信噪比，方便获取幅度。
[0008]为实现上述目的本专利技术所采用的技术方案是：提供一种核信号的脉冲成形方法，包括：
[0009]S1：获取探测器的输出信号，将输出信号构造成数字函数信号；
[0010]S2：将所述数字函数信号离散后作Z变换，得到输出Z变换信号；
[0011]S3：定义输入信号为指数信号，对所述指数信号作Z变换，得到输入Z变换信号；
[0012]S4：根据所述输入Z变换信号和所述输出Z变换信号，得到输入信号脉冲成形的传递函数；
[0013]S5：对所述传递函数作逆Z变换，得到输入信号的脉冲成形信号，及其时域表达式。
[0014]较优的，本专利技术S1具体为：
[0015]将所述输出信号构建为同幅度的类正弦信号，其公式如式(1)所示：
[0016]其中：
[0017]其中，t
c
表示类正弦信号的成形时间，A为类正弦信号的幅度；
[0018]S2具体为：对类正弦信号离散后作Z变换，得到类正弦Z变换信号，其公式如式 (2)所示：
[0019][0020]其中，n
c
＝t
c
/T
s
，T
s
为ADC采样时间间隔。
[0021]较优的，本专利技术S1具体为：
[0022]先将所述输出信号构建为同幅度的类正弦信号，其公式如式(1)所示，然后对类正弦信号进行积分得到类余弦信号，其公式如式(3)所示：
[0023]其中：
[0024][0025]整理得到公式(4)：
[0026][0027]S2具体为：对类余弦信号离散后作Z变换，得到类余弦Z变换信号，其公式如式 (5)所示：
[0028][0029]较优的，本专利技术S3中，所述指数信号为单指数信号，其公式如式(6)所示：
[0030]v
i
(t)＝V
max
·
e
‑
t/τ
·
u(t)，t≥0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0031]其中，V
max
为单指数信号的幅度，τ表示单指数信号的衰减时间常数，
[0032]对单指数信号作Z变换得到单指数Z变换信号，其公式如式(7)所示：
[0033][0034]其中，
[0035]较优的，本专利技术S3中，所述指数信号为双指数信号，其公式如式(8)所示：
[0036][0037]其中，V
max
表示输入脉冲的幅度，τ1和τ2分别为脉冲下降沿的衰减时间常数和上升沿的衰减时间常数；
[0038]对双指数信号作Z变换得到双指数Z变换信号，其公式如式(9)所示：
[0039][0040]其中，
[0041]较优的，本专利技术S4中，根据类正弦Z变换信号和单指数Z变换信号，得到输入信号脉冲成形的传递函数，其公式如式(10)所示：
[0042][0043]整理得到公式(11)：
[0044][0045]S5：对所述传递函数作逆Z变换，得到单指数信号的脉冲成形信号，及时域表达式，其公式如式(12)所示：
[0046][0047]较优的，本专利技术S4中，根据类余弦Z变换信号和单指数Z变换信号，得到输入信号脉冲成形的传递函数，其公式如式(13)所示：
[0048][0049]较优的，本专利技术S4中，根据类正弦Z变换信号和双指数Z变换信号，得到输入信号脉冲成形的传递函数，其公式如式(14)所示：
[0050][0051]整理得到式(15)：
[0052][0053]S5：对所述传递函数作逆Z变换，得到单指数信号的脉冲成形信号，及时域表达式，其公式如式(16)所示：
[0054][0055]其中，v
i
[n]表示离散的双指数信号。
[0056]本专利技术还提成了一种核信号的脉冲成形系统，包括：
[0057]探测器：用于获取输出信号，将输出信号构造成数字函数信号；
[0058]前置放大器：用于获取输入信号；
[0059]Z变换模块：将所述数字函数信号离散后作Z变换，得到输出Z变换信号；定义输入信号为指数信号，对所述指数信号作Z变换，得到输入Z变换信号；
[0060]脉冲成形模块：根据所述输入Z变换信号和所述输出Z变换信号，得到输入信号脉冲成形的传递函数；对所述传递函数作逆Z变换，得到输入信号的脉冲成形信号，及其时域表达式。
[0061]相比现有技术，本专利技术的技术方案具有如下优点/有益效果：
[0062]1.本专利技术得到的脉冲成形信号解决了信号堆积，具有较好的信噪比，抗噪效果明显，方便获取幅度。
[0063]2.本专利技术的脉冲成形信号的频谱特性相对于现有技术得到了显著的提升和改善，且具有恒定面积不变的特点，以及双极成型的特点，可以有效抑制基线漂移。
附图说明
[0064]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的某些实施例，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。
[0065]图1是本专利技术实施例1的类正弦信号形态示意图。
[0066]图2是本专利技术实施例1的单指数信号的类正弦脉冲成形信号示意图。
[0067]图3是本专利技术实施例1的叠加噪声单指数信号的类正弦脉冲成形信号示意图。
[0068]图4是本专利技术实施例2的叠加噪声双指数信号的类正弦脉冲成形信号示意图。
[0069]图5是本专利技术实施例2的类正弦脉冲成形信号的频谱特性示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核信号的脉冲成形方法，其特征在于，包括：S1：获取探测器的输出信号，将输出信号构造成数字函数信号；S2：将所述数字函数信号离散后作Z变换，得到输出Z变换信号；S3：定义输入信号为指数信号，对所述指数信号作Z变换，得到输入Z变换信号；S4：根据所述输入Z变换信号和所述输出Z变换信号，得到输入信号脉冲成形的传递函数；S5：对所述传递函数作逆Z变换，得到输入信号的脉冲成形信号，及其时域表达式。2.根据权利要求1所述的一种核信号的脉冲成形方法，其特征在于，S1具体为：将所述输出信号构建为同幅度的类正弦信号，其公式如式(1)所示：其中：其中，t
c
表示类正弦信号的成形时间，A为类正弦信号的幅度；S2具体为：对类正弦信号离散后作Z变换，得到类正弦Z变换信号，其公式如式(2)所示：其中，n
c
＝t
c
/T
s
，T
s
为ADC采样时间间隔。3.根据权利要求1所述的一种核信号的脉冲成形方法其特征在于，S1具体为：先将所述输出信号构建为同幅度的类正弦信号，其公式如式(1)所示，然后对类正弦信号进行积分得到类余弦信号，其公式如式(3)所示：其中：其中：整理得到公式(4)：S2具体为：对类余弦信号离散后作Z变换，得到类余弦Z变换信号，其公式如式(5)所示：
4.根据权利要求2或3所述的一种核信号的脉冲成形方法，其特征在于，S3中，所述指数信号为单指数信号，其公式如式(6)所示：v
i
(t)＝V
max
·
e
‑
t/τ
·
u(t)，t≥0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)其中，V
max
为单指数信号的幅度，τ表示单指数信...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建斌，万文杰，
申请(专利权)人：四川新先达测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：