凌涛

（东华理工大学机械与工程技术学院，江西南昌，330032）

0 引言

理想的通过核辐射探测器输出的核脉冲信号是一个负指数脉冲信号（射线本身可看作单位冲激信号）[1]，但是实际上，射线经过放射性探头自身（如晶体、半导体、气体等）及其配套部件（如光电倍增管等）的转化后，会成为双指数脉冲信号，如图1所示，相当于电子学里面对冲激响应的积分和微分过程。但不同类型的探测器输出核脉冲的前沿、后沿的衰减时间会各有不同，即可看作积分和微分时间常数各有不同。

图1 双指数型核脉冲信号

最早的辐射信号发生器有模拟电路产生[1]，后来又有单片机和FPCA为核心来设计[2]，分别采用函数法，余数法，中心极限定理法和Box-Muller变换法[3][4]。

因此一个简单的核脉冲发生器可设计成一个双指数信号发生器，其脉冲幅度、 前沿积分时间常数、后沿微分时间常数、脉冲发生频率均可在线调节即可。原理框图如图2所示。

图2 核脉冲发生器原理框图

在图2中，由PC机向便携式核脉冲发生器传送脉冲幅度、前沿积分时间常数、前沿积分时间常数、后沿微分时间常数、脉冲发生频率等命令，STM32将相关命令保存到数组中，同时利用STM32通过脉冲幅度和前/后沿时间常数调用指数函数计算各个点数据。STM32将所有点的幅度数据传递到FPGA的ram中，FPGA根据固定或指定的频率向高速DAC发送数据，请求将数字信号转换为模拟信号，并通过高速运放1将电流信号转换电压信号，并进行放大处理后由高频滤波网络消除掉DAC转换过程中出现的阶梯毛刺。……