国家自然科学基金(61274048)
- 作品数：11 被引量：13H指数：3
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- 新型随机核脉冲信号发生器设计
- 2017年
- 本文设计了一种基于FPGA和C#程序的随机核脉冲信号发生器。该脉冲信号发生器以高斯脉冲为基础,利用线性反馈移位寄存器产生均匀分布随机数,并根据核素特征谱线进行抽样,使输出高斯脉冲信号的幅度满足特征谱线的概率密度分布函数。系统具有电路简单,分辨率高,抗干扰能力强等优点。利用多道分析系统对241Am、109Cd、188Re、60Co四种放射性核素的模拟信号进行测试,结果表明:该信号发生器能够产生模拟核素特征谱线的高斯脉冲,并具有较高的稳定性和可靠性。
- 罗小丽张流强张建石亚星袁源
- 关键词：高斯脉冲现场可编程门阵列
- 多通道能谱分析系统的通道复用技术被引量：2
- 2016年
- 能谱分析是一种重要的核辐射分析方法,探测器将接收到的核辐射脉冲转化为电信号,经电路整形后送入ADC进行数模转换,然后再经处理器处理得到能谱数据。ADC采样率和采样位数越大,测得的核脉冲信号就越准确,系统的能量分辨率就越高。而高采样率与采样位数往往不可兼得,为了提高能谱分析系统采样率,提出采用通道复用技术让多个16位ADC并行采样以提高采样率。使用NI公司的8通道USB-7845R数据采集卡,将两个采样率为500k/s的ADC复用得到1 M/s的采样率,构建了4通道的能谱分析系统,验证了通道复用技术的可行性和稳定性。实验结果表明,多通道复用技术可以在不改变硬件电路的情况下提高能谱分析系统的采样率,从而提高能量分辨率。
- 石亚星张流强何艳张建罗小丽
- 关键词：采样率能量分辨率
- 基于传输线的纳秒脉冲成形电路研究
- 2013年
- 提出了一种脉冲成形和脉冲展宽的方法,在基于理想开关的纳秒脉冲成形电路基础上,使用MOS管代替理想开关,保证MOS管工作在饱和区实现了脉冲成形,分析了MOS开关进入饱和区后在不改变传输线延迟时间的情况下,改变电源电压可以实现脉冲展宽,并通过实验验证了仿真获得的结果。
- 李先仓张流强蒋树庆肖海军赵军
- 关键词：传输线特征阻抗拉普拉斯变换时域
- 互补S矩阵在DMD光谱仪中噪声改善的研究被引量：2
- 2013年
- 提出一种对数字微镜进行互补S矩阵编码调制的新方案,经理论分析,互补S矩阵本身具有的优良性质,可将噪声改善度较S矩阵提高约2倍。通过对光谱信号建模,详细推导分析了互补S矩阵应用中的噪声改善理论,证明方案实现的过程中具有削减杂散光和暗电流噪声的作用。最后将其应用于DMD光谱仪中进行实验验证,结果表明:63阶互补S矩阵编码方案较同阶S矩阵编码方案,信噪比提高了1.69倍,与理论分析吻合。
- 高玲肖张智海张文凯
- 一种实时核脉冲信号峰值检测方法及能谱分析被引量：3
- 2019年
- 针对双阈值峰值检测算法的两个缺陷,提出了一种新型实时单阈值峰值检测方法。该方法采用状态机方式,在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)中实现,方法中三个状态能够灵活转移,抗噪声能力强,且输出峰值稳定,错误率低,以241Am放射源为例,测量不同阈值下的能谱图,通过分析比对确定了实验中的最佳阈值。对比有放射源和无放射源下的能谱图,测定了能谱中噪声峰的位置。最后通过241Am的三个主要光子能量强度确定了能谱峰的各个峰的成分,验证了该方法的可行性。为后续系统的优化、多通道的扩展、光子成像的应用等提供了基础。
- 袁源张流强罗小丽李盈霖
- 关键词：能谱分析现场可编程门阵列
- 公共格栅像素CdZnTe探测器的能谱特性
- 2015年
- 使用同一块CdZnTe晶体设计制作了像素大小不等的4×4公共格栅像素CdZnTe探测器。通过能谱测定实验及权重势和电场仿真,研究了公共格栅像素CdZnTe探测器中的小像素效应和引导效应。结果表明:由于小像素效应较弱,较大的像素不能有效消除"空穴拖尾",能谱特性较差;由于晶体内部以及像素和公共格栅间隙表层的电荷损失,较小的像素能谱特性也较差。在像素宽度为0.8 mm时,得到了对662keV的137Cs放射源的最佳能量分辨率3.80%和峰谷比5.65。适当增大公共格栅偏压可以引导电子向阳极像素运动,促进电荷的完全收集,改善探测器的能谱特性。过大的偏压则会造成像素和公共格栅间表面漏电流的增加,探测器的能谱特性也会恶化。在像素宽度为0.8mm时最佳偏压为-60V。
- 杨国强肖沙里马跃东张流强曹玉琳陈宇晓
- 关键词：CDZNTE半导体探测器能量分辨率
- 基于FPGA的高速峰值检测被引量：4
- 2016年
- 针对研发数字多道的实际需求,提出了一种基于FPGA的高速峰值检测技术,并且采用ARM+FPGA的架构实现了基于该技术的数字多道系统。通过Modelsim仿真分析了FPGA峰值检测算法的理论,该算法可精确获取高斯信号的最值并获得幅度值。最后通过CZT探测器进行^(241)Am源实测γ射线能谱,实验结果表明该峰值检测算法及数字多道系统设计可准确并且快速获得能谱图。通过合理设置峰值检测算法的高低阈值,可以测试不同基线值的前放信号。
- 何艳张流强张建石亚星罗小丽
- 关键词：现场可编程门阵列ARMΓ射线
- 241Am的幅度谱系统与宽度谱系统的对比研究
- 2018年
- 本文以^241Am作为放射源,采用确锌镉(CdZnTe)探测器,设计出了多道幅度谱系统与多道宽度谱系统。文中详细叙述多道幅度谱系统搭建方法,并与宽度谱系统做对比,论证不含ADC的宽度谱系统无论是在硬件电路复杂度还是成本花费方面都具有明显的优势。对比两个系统测量得到的主峰能谱数据,在最高计数所对应道址和主峰的所占道址范围方面,宽度谱系统均表现优异,不仅能实现幅度谱系统的功能,甚至在系统精度和稳定性方面超过幅度谱系统。这对大阵列探测中系统的搭建具有一定的指导意义。
- 袁源张流强张建罗小丽李盈霖
- 关键词：ADC能谱测量
- 碲锌镉探测器载流子屏蔽效应非线性变化研究
- 2015年
- 搭建了基于像素阵列碲锌镉晶体的辐射成像探测系统，采用X射线源完成了不同管电压条件下的成像探测实验。实验结果表明，在保持较高辐照通量的条件下，管电压的增大会导致探测器出现范围逐渐扩大的无信号响应屏蔽区域，无响应区域边缘像素出现非线性信号变化。进一步通过建立探测器有限元模型，求解了第一类边界条件电势泊松方程，仿真模拟了不同特征光子能量及线性衰减系数条件下，碲锌镉晶体内部电势及电场分布。仿真结果表明，随着入射光子能量及线性衰减系数的变化，辐照中心的晶体内部出现相对高电势区域，造成电子载流子迁移路径出现扭曲而使得相应位置像素电极无法获得载流子感应电荷信号；而晶体内部相对高电势区域范围的非线性变化，是信号屏蔽区域边缘的像素单元信号随着入射光子能量的增加出现非线性变化的主要原因。
- 黎淼肖沙里杨国强马跃东
- 数字微镜光谱仪的互补S编码矩阵的设计及实验被引量：3
- 2012年
- 数字微镜光谱仪在应用中编码矩阵的选取至关重要。最佳的理论编码矩阵H矩阵存在非循环、编码复杂、双光路系统实现困难的问题而得不到广泛应用;而最佳实用S矩阵较H矩阵信噪比提高优势略逊。为此本文针对数字微镜光谱仪设计了一种互补S编码矩阵,介绍了其构造、实现过程以及对杂散光和暗电流噪声的削弱作用,通过对其噪声改善程度理论的分析,说明该算法结合了H矩阵与S矩阵的优点,达到了理论与实用的双优。经实验验证,该算法较S矩阵编码模板信噪比提高了2.05倍。
- 张智海高玲肖郭媛君王伟莫祥霞
- 关键词：噪声分析信噪比
