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题名基于三角函数的核信号类高斯成形算法研究
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作者
钱云琛
周建斌
刘权卫
马英杰
刘易
洪旭
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机构
成都理工大学核技术与自动化工程学院
中国核电工程有限公司
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出处
《核技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期56-64,共9页
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基金
国家自然科学基金(No.12075038)
四川省自然科学基金(No.2024NSFSC0423)资助。
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文摘
高斯信号具有高信噪比、抗弹道亏损和易于提取幅度等优点。因此,在核辐射测量系统中,核信号的高斯成形被广泛应用于探测器输出信号的滤波和幅度提取。然而,目前实时高斯成形核脉冲信号仍然具有挑战性。常见的Sallen-Key滤波器和CR-(RC)^(m)滤波器输出的类高斯信号还存在对称性差和下冲等问题。本文提出了一种基于三角函数的双指数信号类高斯脉冲成形算法。该算法以三角函数为基础,通过平移和反转可得到左右对称的类高斯信号(1-cosx),采用Z变换方法推导了该算法的数字递推式。仿真和实测结果表明:在相同达峰时间条件下,相较于正弦函数(sin)脉冲成形,类高斯脉冲成形具有更好的滤波性能,信噪比(SNR)提升了8.95%。同时,类高斯脉冲成形所得能谱的能量分辨率较sin脉冲成形更优。与梯形脉冲成形相比,类高斯脉冲成形具有更好的堆积脉冲分离能力,展现出良好的应用前景。
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关键词
数字核脉冲信号
类高斯成形
三角函数数字成形
能量分辨率
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Keywords
Digital nuclear pulse signal
Gaussian-like shaping
Trigonometric digital shaping
Energy resolution
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分类号
TL822.6
[核科学技术—核技术及应用]
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题名卷积型类高斯成形滤波算法研究及应用
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作者
王怀平
周建斌
庹先国
王明
汪雪元
冯林
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机构
成都理工大学核技术与自动化工程学院
东华理工大学核技术应用教育部工程研究中心
东华理工大学机械与电子工程学院
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出处
《核技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期87-94,共8页
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基金
国家自然科学基金(No.11975060)
江西省重点研发计划项目(No.20203BBE53030)资助。
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文摘
高斯信号具有对称性和完备性,因此高斯滤波方法在核信号处理以及辐射能谱分析时得到大量使用。目前构造实时处理核脉冲信号的真高斯成形滤波器尚有难度,实际常用数字类高斯成形算法主要是基于模拟核电子学中Sallen-Key滤波器和CR-(RC)~n滤波器的电路微分方程推导而得到,其输出的类高斯脉冲信号对称性较差、单级使用时存在下冲等问题。本文提出一种卷积型类高斯成形滤波算法,它以梯形脉冲信号为基础,经过第一次卷积实现双极性脉冲成形,再次卷积进行累加求和从而得到左右对称的类高斯脉冲,利用Z变换方法推导出该算法的数字递推公式。通过仿真模拟研究了算法的有效性和成形参数对幅频特性的影响规律,成形参数n_a和n_c取值增大时,滤波器通频带减小,低频成分幅度相对增加,高频噪声抑制作用增强,但也导致成形脉冲变宽,增加了脉冲堆积概率。最后,利用搭建的X射线荧光测量系统实验平台获取实测核脉冲数据,分别应用类高斯成形算法和梯形成形算法进行离线处理,实验结果表明:该类高斯成形算法具有更好的堆积脉冲分离能力,在相同的X光管管压和管流条件下,设置相同的达峰时间,两者所得能谱的能量分辨率基本相当,但是类高斯成形的能谱具有更高的特征峰面积和总计数。
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关键词
数字脉冲处理
类高斯成形
梯形成形
能量分辨率
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Keywords
Digital pulse processing
Quasi-Gaussian pulse shaping
Trapezoidal pulse shaping
Energy resolution
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分类号
TL822.4
[核科学技术—核技术及应用]
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