刘寅宇 王玉东 周荣 杨朝文



数字化能谱获取中梯形成形研究

刘寅宇 王玉东 周荣 杨朝文

（四川大学物理科学与技术学院辐射物理与技术教育部重点实验室 成都 610064）

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。

数字谱仪，脉冲模型，梯形成形，现场可编程逻辑门阵列实现，能量分辨率

20世纪90年代以来，随着各种数字化器件制造及应用技术的快速发展，核信号能谱测量技术逐步向数字化方向发展[1‒4]。相对于传统模拟成形能谱测量多道，数字化能谱获取处理方法可以取消线性放大器、采样保持、成形滤波等传统的模拟电路系统，而直接通过高采样率模拟数字转换器(Analog-to-digital Converter, ADC)对光电倍增管(Photomultiplier Tubes, PMT)的输出信号进行实时采样，并利用现场可编程门阵列(Field- Programmable Gate Array, FPGA)等数字信号处理芯片对数字化的核信号进行实时处理，以获取能谱，这种方案在价格和体积等方面有着显著的优势[5‒8]。

数字化能谱获取方案中采用的ADC器件的有效位数(Effective Number Of Bits, ENOB)对系统能量分辨率有直接的影响：假设ADC的有效位数为，参考电压为，则其量化误差为/2，因此有效位数越高量化误差越小。……