多功能仿核脉冲信号发生器的研制
发布时间：2021-08-27 15:49
在核辐射探测技术领域,针对模拟核信号发生装置的研究有着重要的实际意义。为了测试核辐射探测仪器的各项性能,需要获取不同参数的核信号,直接使用放射性源获取核信号会产生放射性危害,损害科研人员的身体健康,因此模拟真实的核信号显得尤为必要。科研人员对此做出了大量的研究工作,满足了很多测试需求,在此基础上本文提出了一种多功能、高灵活性的仿核脉冲信号发生器的研制方案。本文对核信号的统计特性和形状特性进行了详细分析,并针对仿核脉冲成型的方案展开了具体讨论,在此基础上提出了一种结合上位机软件与硬件电路的仿核脉冲实现方式。通过Matlab脚本文件实现了核脉冲信号的数字模拟,LabVIEW上位机软件负责整个系统的功能控制,DSP、FPGA及SRAM等器件搭建的数字平台完成了仿核脉冲信号输出的逻辑控制,DAC和信号调理电路最终实现了仿核脉冲信号的实际输出。综合测试结果表明,该仿核脉冲信号发生器在周期输出模式下其计数率可达1M,脉冲上升时间和占空比可调,以及参数可调的多脉冲堆积模拟。在随机输出模式下,实现了平均计数率100k,脉冲时间特性随机,幅值能谱服从高斯分布,甚至任意分布,脉冲是否堆积可选等系列功能,且...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
闪烁体探测器输出的电压脉冲波形
图 2-4 峰堆积后的输出波形为峰部持续时间，当 0<ξ<tW时发生峰堆积，在测量时刻 tξ，1个或1个以上堆积信号的峰部，即为峰堆积，如图 2-4(b)所情况，显然 ξ 再大就不会发生峰堆积了，但是一旦发生峰堆和幅度有较大的影响。当 ξ≥tW时发生尾堆积，在测量时刻 t堆积信号尾部。考虑到信号尾部变化缓慢，且幅度较小，尾产生较大影响。但是，尾部延长较长，在测量时刻会有大量线变化，最终影响到被测信号的脉冲峰值[6]。所述可知尾堆积引起基线偏移、峰堆积可能使信号幅度发生较高时，核信号的堆积是难以避免的。通常先对信号间隔大小表明发生了堆积，则把有堆积的信号舍弃，这样会造成一定的可以减小影响，这一技术称为堆积判弃或堆积抑制和反堆积
图 3-3 连续的随机核脉冲数字模拟显然，该段仿核脉冲信号的幅值分布和时间分布等各项参数数据均为已知，这使得核测量系统对测试结果的对比验证非常地便利、可靠。3.2 上位机控制软件仿核脉冲信号发生器的研制初衷是为了获取各项参数可灵活调节的仿核脉冲信号，用以替代危险的放射性实验操作。该信号发生器需要实现参数值调节、选项调节、开关调节以及状态显示等种类繁多的任务控制，虚拟仪器软件能很方便的完成以上需求。虚拟仪器软件提供图形化的数据流语言和程序模块框图能显示程序运行时的数据流，同时图形化的操作界面可以直观地显示数据，能够轻松地实现数据输入和任务的控制。虚拟仪器技术的主要特点如下：(1)性能强
【参考文献】：
期刊论文
[1]能谱抽样技术在仿核信号发生器中的应用[J]. 余国刚,方方,易良碧,王礼,刘泽. 核电子学与探测技术. 2015(12)
[2]基于随机抽样的核脉冲信号发生器的研究[J]. 谭承君,曾国强,熊川雲,葛良全,罗群,刘玺尧. 原子能科学技术. 2014(S1)
[3]任意分布的高速仿核信号发生器[J]. 霍建文,张华,张静,刘满禄,何侃,史思总,熊傲. 核电子学与探测技术. 2014(03)
[4]放射性射线探测器输出核信号的蒙特卡洛模拟[J]. 张俊奎. 核电子学与探测技术. 2013(08)
[5]伪随机数与准随机数的比较[J]. 王水花,张煜东,吴乐南. 计算机与信息技术. 2010(04)
[6]基于FPGA的双DDS任意波发生器设计与杂散噪声抑制方法[J]. 邓耀华,吴黎明,张力锴,李业华. 仪器仪表学报. 2009(11)
[7]呈任意能量分布的核信号模拟[J]. 黄洪全,方方,龚迪琛,周伟. 核技术. 2009(11)
[8]仿核脉冲的随机信号发生器研究[J]. 李东仓,杨磊,袁树林,杨映辉,张福甲. 核电子学与探测技术. 2007(02)
[9]核随机脉冲快速测量及统计特性研究[J]. 李鹏宇,薛志华,刘松秋,滕海云,赵捷. 核电子学与探测技术. 2006(06)
[10]核信号数值仿真方法的研究及应用[J]. 张软玉,周清华,罗小兵,王鹏,许祖润. 核电子学与探测技术. 2006(04)
博士论文
[1]核信号的压缩采样方法研究[D]. 黄锡汝.中国科学技术大学 2015
硕士论文
[1]基于FPGA的核脉冲信号发生器设计[D]. 张贵宇.成都理工大学 2013
[2]核信号的数字模拟研究[D]. 王红印.成都理工大学 2013
[3]基于DDS技术的多波形信号源设计[D]. 王建明.南京理工大学 2005
[4]伪随机数发生器及其应用[D]. 林立东.暨南大学 2002
本文编号：3366638
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
闪烁体探测器输出的电压脉冲波形
图 2-4 峰堆积后的输出波形为峰部持续时间，当 0<ξ<tW时发生峰堆积，在测量时刻 tξ，1个或1个以上堆积信号的峰部，即为峰堆积，如图 2-4(b)所情况，显然 ξ 再大就不会发生峰堆积了，但是一旦发生峰堆和幅度有较大的影响。当 ξ≥tW时发生尾堆积，在测量时刻 t堆积信号尾部。考虑到信号尾部变化缓慢，且幅度较小，尾产生较大影响。但是，尾部延长较长，在测量时刻会有大量线变化，最终影响到被测信号的脉冲峰值[6]。所述可知尾堆积引起基线偏移、峰堆积可能使信号幅度发生较高时，核信号的堆积是难以避免的。通常先对信号间隔大小表明发生了堆积，则把有堆积的信号舍弃，这样会造成一定的可以减小影响，这一技术称为堆积判弃或堆积抑制和反堆积
图 3-3 连续的随机核脉冲数字模拟显然，该段仿核脉冲信号的幅值分布和时间分布等各项参数数据均为已知，这使得核测量系统对测试结果的对比验证非常地便利、可靠。3.2 上位机控制软件仿核脉冲信号发生器的研制初衷是为了获取各项参数可灵活调节的仿核脉冲信号，用以替代危险的放射性实验操作。该信号发生器需要实现参数值调节、选项调节、开关调节以及状态显示等种类繁多的任务控制，虚拟仪器软件能很方便的完成以上需求。虚拟仪器软件提供图形化的数据流语言和程序模块框图能显示程序运行时的数据流，同时图形化的操作界面可以直观地显示数据，能够轻松地实现数据输入和任务的控制。虚拟仪器技术的主要特点如下：(1)性能强
【参考文献】：
期刊论文
[1]能谱抽样技术在仿核信号发生器中的应用[J]. 余国刚,方方,易良碧,王礼,刘泽. 核电子学与探测技术. 2015(12)
[2]基于随机抽样的核脉冲信号发生器的研究[J]. 谭承君,曾国强,熊川雲,葛良全,罗群,刘玺尧. 原子能科学技术. 2014(S1)
[3]任意分布的高速仿核信号发生器[J]. 霍建文,张华,张静,刘满禄,何侃,史思总,熊傲. 核电子学与探测技术. 2014(03)
[4]放射性射线探测器输出核信号的蒙特卡洛模拟[J]. 张俊奎. 核电子学与探测技术. 2013(08)
[5]伪随机数与准随机数的比较[J]. 王水花,张煜东,吴乐南. 计算机与信息技术. 2010(04)
[6]基于FPGA的双DDS任意波发生器设计与杂散噪声抑制方法[J]. 邓耀华,吴黎明,张力锴,李业华. 仪器仪表学报. 2009(11)
[7]呈任意能量分布的核信号模拟[J]. 黄洪全,方方,龚迪琛,周伟. 核技术. 2009(11)
[8]仿核脉冲的随机信号发生器研究[J]. 李东仓,杨磊,袁树林,杨映辉,张福甲. 核电子学与探测技术. 2007(02)
[9]核随机脉冲快速测量及统计特性研究[J]. 李鹏宇,薛志华,刘松秋,滕海云,赵捷. 核电子学与探测技术. 2006(06)
[10]核信号数值仿真方法的研究及应用[J]. 张软玉,周清华,罗小兵,王鹏,许祖润. 核电子学与探测技术. 2006(04)
博士论文
[1]核信号的压缩采样方法研究[D]. 黄锡汝.中国科学技术大学 2015
硕士论文
[1]基于FPGA的核脉冲信号发生器设计[D]. 张贵宇.成都理工大学 2013
[2]核信号的数字模拟研究[D]. 王红印.成都理工大学 2013
[3]基于DDS技术的多波形信号源设计[D]. 王建明.南京理工大学 2005
[4]伪随机数发生器及其应用[D]. 林立东.暨南大学 2002
本文编号：3366638
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