数字化能谱获取中梯形成形研究

在数字化能谱采集系统中,往往需要添加适当的脉冲成形算法对数字化核信号进行处理,以提升系统能量分辨率等指标。梯形成形算法因具有实现简单、成形脉冲窄等诸多优势而得到广泛的应用。从探测器输出的脉冲信号进行数学模型建立及简化出发,对信号模型的梯形成形算法进行分析讨论,并利用Simulink在现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)上实现并改进梯形成形算法,通过实验测试了成形算法的可行性及其在能谱测量过程中对能量分辨率的提升。

CR-RC^m滤波器数字化研究

从RC高低通滤波电路输入输出电压之间的线性常系数微分方程出发,推导出数字化CR高通和RC低通滤波器的系统传递函数,进而推导出数字化CR-RC^m成形滤波器的系统传递函数。对数字化CR-RC^m滤波器的频域特征和时域成形特征进行分析和测试,并通过实验,对数字化CR-RC^m成形滤波器滤波成形前后不同脉冲信号的能谱及能谱全能峰能量分辨率进行了测试。实验结果表明,该滤波器可对数字化的核信号成形成高斯型,使脉冲信号的上升沿变缓,峰顶变得更加平坦,提高信噪比,进而提高系统能量分辨率。

低噪声高增益的微半球陀螺接口电路

微半球陀螺接口电路的性能直接影响着陀螺仪的关键性能指标,是微半球陀螺研究的重点。针对微半球陀螺微弱振动信号的测量需求,首先分析了几种电容检测电路,其中详细分析了几种跨阻放大电路(Trans-impedance Amplifier, TIA)的噪声模型;其次,对几种电容检测电路的本征噪声性能进行了详细的分析和对比;最后,通过分析和优化设计了一种低噪声高增益的微半球陀螺接口电路。接口电路由驱动电路和读出电路构成。读出电路由两级放大电路组成,第一级采用两路跨阻放大器对差分振动电容的微弱电流信号读出,第二级采用差动放大器对两路跨阻电路的输出信号进行放大,通过带通滤波实现了陀螺信号的读出功能。实验结果表明,本电路具备9.93V/fF的电容电压转换电路(Capacitor to Voltage, C/V)读出增益和0.039zF/Hz1/2(@16.76718kHz)的电容分辨率。