本发明专利技术公开了一种数字化多道非线性在线修正电路及方法，包括信号偏置调理模块、高速AD变换模块、数字信号处理模块；其修正方法是获取输入脉冲信号的能谱累积结果并进行归一化处理，然后通过能谱寻峰算法得到入射粒子能量分布概率最大的pemax所在道址imax，并将该道址对应的脉冲信号幅度作为直流偏置调整的数字量对DAC变换电路进行设置，然后将能谱采集的阈值相应增加imax，并重复上述步骤直至输入脉冲信号能谱峰值对应幅度超过采样ADC的满量程幅度；然后修正ADC各采样道址，输出结果。本发明专利技术通过调整脉冲信号的直流偏置电压，在线计算得到ADC各采样道址的非线性修正参数，提高了数字化多道采样测量的精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核测量领域，尤其涉及一种数字化多道非线性在线修正电路及方法。
技术介绍
1、数字化多道是核探测中最常用的测量设备之一，而多道的非线性性能是影响测量精度的关键因素。通常情况下，可以用滑移脉冲信号源等设备作为数字化多道的输入信号，来获取多道的非线性修正参数。但在很多应用中，如pgnaa在线测量分析装置中，数字化多道作为集成在装置内的测量部件，无法用外部脉冲信号源为多道提供合适的输入信号，来获得非线性修正参数。因此，需要对现有数字化多道进行改进，并建立一种能够对非线性进行在线修正的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种数字化多道非线性在线修正电路及方法，在无法用外部脉冲信号源为多道提供合适的输入信号的环境下，通过调整实际测量脉冲信号的直流偏置电压，在线计算得到adc各采样道址的非线性修正参数，从而提高数字化多道采样测量的精度。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种数字化多道非线性在线修正电路，包括：
4、信号偏置调理模块，对输入脉冲信号的直流偏置电压进行调整；
5、高速ad变换模块，与信号偏置调理模块相连接，对信号偏置调理模块调整后的脉冲信号进行连续数字化采样并在数字化采样后输出；
6、数字信号处理模块，与高速ad变换模块相连接，按照预设程序对高速ad变换模块输出的数字信号进行处理；并与信号偏置调理模块相连接，将直流偏置调整数字量和参考电压选择数字量输出至信号偏置调理模块。
7、作为对上述技术方案的改进，所述信号偏置调理模块包括：
8、dac变换电路，将数字信号处理模块输出的直流偏置调整数字量变换成相应的模拟电压值，并输出至参考电压选择电路的选择端；
9、参考电压选择电路，其选择端包括输入端1和输入端2，输入端1与dac变换电路的输出端相连接，输入端2与高速ad变换模块的adc采样参考电平输出端相连接；对dac变换电路输出的模拟电压值和adc采样参考电平输出端输出的电平vcm进行选择，并将选定后的参考偏置电压传输给单端转差分放大电路；
10、单端转差分放大电路；将数字信号处理模块输出的直流偏置调整数字量变换成相应的模拟电压值，并输出至参考电压选择电路的选择端；
11、dac变换电路、参考电压选择电路、单端转差分放大电路相级联。
12、作为对上述技术方案的改进，所述单端转差分放大电路包括运算放大器，负载电阻r1，隔离电阻r2，反馈电阻r3、r5，平衡电阻r4；输入的脉冲信号经隔离电阻r2后，连接运算放大器的同相输入端，反馈电阻r3并联在运算放大器的同相输入端和反向输出端之间，平衡电阻r4连接在运算放大器的反相输入端与地之间，反馈电阻r5并联在运算放大器的反相输入端和同向输出端之间；运算放大器的输出共模电压设置端与参考电压选择电路的输出端相连接；信号放大倍数通过同步调节反馈电阻r3与隔离电阻r2、反馈电阻r5与平衡电阻r4的比例调节,用于将单端输入的脉冲信号，转换成差分信号输出给高速ad变换模块。
13、作为对上述技术方案的改进，所述高速ad变换模块包括adc采样参考电平vcm输出端，与参考电压选择电路的输入端2相连接，将adc采样参考电平vcm由参考电压选择电路的输入端2输入给参考电压选择电路。
14、作为对上述技术方案的改进，所述数字信号处理模块包括直流偏置调整数字量输出端和参考电压选择数字量输出端，分别与dac变换电路的输入端和参考电压选择电路的输入端2相连接。
15、作为对上述技术方案的改进，本专利技术提供一种基于上述数字化多道非线性在线修正电路的在线修正方法，该方法的步骤是：
16、步骤s1：将参考电压选择数字量设置为输入端1电压输出，并将数字信号处理模块输出的直流偏置调整数字量设置为0。
17、步骤s2：获取输入脉冲信号的能谱累积结果，并对累积的能谱按总计数值进行归一化处理，归一化后的各道计数结果ci表示为：
18、ci＝twi*pej，∑twi＝1,∑pej＝1
19、其中i为adc变换对应的道址，twi为各变换道址归一化后对应的实际道宽值，pej为相应脉冲幅度对应入射粒子能量的分布概率；
20、步骤s3：通过能谱寻峰算法得到入射粒子能量分布概率最大的pemax所在道址imax，并将该道址对应的脉冲信号幅度作为直流偏置调整的数字量对dac变换电路进行设置，即将ad变换后的采样值同步增加imax；
21、步骤s4：将能谱采集的阈值相应增加imax，并重复执行步骤s2与步骤s3，直至输入脉冲信号能谱峰值对应幅度超过采样adc的满量程幅度；
22、步骤s5：测量得到的归一化计数结果cik中，道宽twi仅与adc采样道址i有关，而脉冲信号能谱的幅度分布概率pej与直流偏置调整数字量相关，由此可计算得到adc采样道址i所对应的各道道宽twi的分布值；adc各采样道址的修正系数即为：
23、
24、步骤s6：将数字信号处理模块输出的参考电压选择数字量设置为输入端2电压输出；当能谱累积完成后，各采样道址的累积结果乘以相应道址的修正系数即为修正后的输出结果。
25、本专利技术的工作原理是：
26、所述高速ad变换模块用于对数字信号处理模块输出的脉冲信号进行数字化采样，采样后输出的数字量输出给数字信号处理模块，并将adc采样参考电平vcm输出至信号偏置调理模块。
27、该电路的在线修正方法的步骤是：步骤s1：将参考电压选择数字量设置为输入端1电压输出，并将数字信号处理模块输出的直流偏置调整数字量设置为0；步骤s2：获取输入脉冲信号的能谱累积结果，并对累积的能谱按总计数值进行归一化处理，归一化后的各道计数结果ci表示为：ci＝twi*pej，∑twi＝1，∑pej＝1，其中i为adc变换对应的道址，twi为各变换道址归一化后对应的实际道宽值，pej为相应脉冲幅度对应入射粒子能量的分布概率；步骤s3：通过能谱寻峰算法得到入射粒子能量分布概率最大的pemax所在道址imax1，并将该道址幅度作为直流偏置调整的数字量对dac变换电路进行设置，即将ad变换后的采样值同步增加imax1；步骤s4：将能谱采集的阈值相应增加imax1，并重复执行步骤s2与步骤s3，直至输入脉冲信号能谱遍历采样adc的满量程幅度；步骤s5：步骤s5：测量得到的归一化计数结果cik中，道宽twi仅与adc采样道址i有关，而脉冲信号能谱的幅度分布概率pej与直流偏置调整数字量相关，由此可计算得到adc采样道址i所对应的各道道宽twi的分布值；adc各采样道址的修正系数即为：步骤s6：将数字信号处理模块输出的参考电压选择数字量设置为输入端2电压输出；当能谱累积完成后，各采样道址的累积结果乘以相应道址的修正系数即为修正后的输出结果。
28、与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：
29、本专利技术通过调整本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种数字化多道非线性在线修正电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述数字化多道非线性在线修正电路，其特征在于，所述信号偏置调理模块包括：
3.如权利要求2所述数字化多道非线性在线修正电路，其特征在于，所述单端转差分放大电路包括运算放大器，负载电阻R1，隔离电阻R2，反馈电阻R3、R5，平衡电阻R4；输入的脉冲信号经隔离电阻R2后，连接运算放大器的同相输入端，反馈电阻R3并联在运算放大器的同相输入端和反向输出端之间，平衡电阻R4连接在运算放大器的反相输入端与地之间，反馈电阻R5并联在运算放大器的反相输入端和同向输出端之间；运算放大器的输出共模电压设置端与参考电压选择电路的输出端相连接；信号放大倍数通过同步调节反馈电阻R3与隔离电阻R2、反馈电阻R5与平衡电阻R4的比例调节，将单端输入的脉冲信号，转换成差分信号输出给高速AD变换模块。
4.如权利要求2所述数字化多道非线性在线修正电路，其特征在于，所述高速AD变换模块包括ADC采样参考电平VCM输出端，与参考电压选择电路的输入端2相连接，将ADC采样参考电平VCM由参考电压选择电路的输入端2输入给参考电压选择电路。
5.如权利要求2所述数字化多道非线性在线修正电路，其特征在于，所述数字信号处理模块包括直流偏置调整数字量输出端和参考电压选择数字量输出端，分别与DAC变换电路的输入端和参考电压选择电路的输入端2相连接。
6.一种如权利要求2至5任一种所述数字化多道非线性在线修正电路的在线修正方法，其特征在于：该方法的步骤是：
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【技术特征摘要】
1.一种数字化多道非线性在线修正电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述数字化多道非线性在线修正电路，其特征在于，所述信号偏置调理模块包括：
3.如权利要求2所述数字化多道非线性在线修正电路，其特征在于，所述单端转差分放大电路包括运算放大器，负载电阻r1，隔离电阻r2，反馈电阻r3、r5，平衡电阻r4；输入的脉冲信号经隔离电阻r2后，连接运算放大器的同相输入端，反馈电阻r3并联在运算放大器的同相输入端和反向输出端之间，平衡电阻r4连接在运算放大器的反相输入端与地之间，反馈电阻r5并联在运算放大器的反相输入端和同向输出端之间；运算放大器的输出共模电压设置端与参考电压选择电路的输出端相连接；信号放大倍数通过同步调节反馈电阻r3与隔离电阻r2、反...
【专利技术属性】
技术研发人员：黑大千，陈炼，李佳桐，蔡平坤，徐大鹏，雷文明，罗恩康，王俊宇，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：
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