時域內核脈沖信號放大電路的數值分析方法
【專利摘要】本發明公開了一種時域內核脈沖信號放大電路的數值分析方法，其步驟：A、基于反相放大電路或同相放大電路，運用基爾霍夫電流定律建立節點的電流傳遞方程；B、傳遞方程經過形式變換后，輸入與輸出之間函數關系被表示為一階微分方程；C、運用數值微分法求解該方程，從而得到反相放大或同相放大電路的數值模型。本方法提出了一種新的在時域內建立核脈沖信號放大電路數值模型的方法，可以實現時域內對輸入的核脈沖信號進行脈沖形狀、脈沖寬度和脈沖幅度的分析和控制。此外，對于實際核脈沖信號放大電路的設計與測試，該數字化模型具有良好的實際指導意義，提升了實際電路設計的工作效率，增強了電子元器件選擇上目標性。
【專利說明】時域內核脈沖信號放大電路的數值分析方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及時域內的核脈沖信號處理技術，尤其是核脈沖信號放大電路的數值分 析方法。
【背景技術】
[0002] 核輻射測量中，放大器有兩種形式，一是前置放大器，二是主放大器。前置放大器 被盡可能近地同探測器放置在一起，以減少探測器輸出端到放大器輸入端之間的分布電容 的影響，提高信噪比以及減少外界干擾。主放大器被用來將前置放大器的輸出信號作進一 步放大和成形，同時保持探測器輸出的有用信息，如射線的能量信息和時間信息等，盡可能 減少它們的失真。
[0003] 前置放大器和主放大器的設計往往以運算放大器為基礎。通過將運算放大器、電 阻和電容等進行組合，并引入反饋組成反相放大電路和同相放大電路等常用電路，從而實 現對核信號的濾波、放大以及成形等功能。根據設計的電路，可以建立微分方程，但由于核 信號具有統計漲落的特點，在時域內不能得到微分方程的解析解。通常，對前置放大器和主 放大器的數字分析往往是通過拉普拉斯變換、傅里葉變換或小波變換等純數學處理，從時 域轉換到頻域中，再進行相關的數字分析。但是，頻域內的分析不能體現核脈沖信號在時域 內的相關重要特點，如脈沖寬度、脈沖形狀和脈沖幅度等。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種時域內核脈沖信號放大電路的數值分析方法，該方法克 服了傳統的拉普拉斯變換、傅里葉變換或小波變換等數學分析方法的諸多不足，進而在時 域內對核脈沖信號的寬度、形狀和幅度進行獨立的分析與控制，從而為實際核脈沖信號放 大電路的設計與測試提供指導與參考。
[0005] 本發明的技術方案為：一種時域內核脈沖信號放大電路的數值分析方法，其步驟： A、 基于反相放大電路或同相放大電路，運用基爾霍夫電流定律建立節點的電流傳遞方程； B、 傳遞方程經過形式變換后，輸入與輸出之間函數關系被表示為一階微分方程；C、運用數 值微分法求解該方程，從而得到反相放大或同相放大電路的數值模型。
[0006] 本發明具有如下優點：1.在系統研究方法上，建立了核脈沖信號放大電路時域內 的數值模型；2.在電路功能上，主要完成核脈沖信號放大電路輸出信號的寬度、形狀和幅 度綜合分析，并通過計算機仿真給出了仿真測試結果；3.在電路性能上，通過分析仿真測 試結果，數值模型對輸入信號進行放大的同時對噪聲等干擾信號由明顯的抑制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007] 圖1反相放大電路。
[0008] 圖2同相放大電路。
[0009] 圖3反相放大電路數值模型仿真波形圖。
[0010] 圖4同相放大電路數值模型仿真波形圖。
【具體實施方式】
[0011] 一種時域內核脈沖信號放大電路的數字值分析方法：
[0012] 對于反相放大電路：
[0013] 圖1中標記一個節點，根據基爾霍夫電流定律建立如式⑴?⑵的2個傳遞方程。
[0014]
【權利要求】
1. 一種時域內核脈沖信號放大電路的數字化分析方法，其步驟：A、基于反相放大電路 或同相放大電路，運用基爾霍夫電流定律建立節點的電流傳遞方程；B、傳遞方程經過形式 變換后，輸入與輸出之間函數關系被表示為一階微分方程；C、運用數值微分法求解該方程， 從而得到反相放大或同相放大電路的數字化模型。
【文檔編號】G01T7/00GK104123473SQ201410371233
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】周偉, 周建斌, 周靖, 王敏, 劉易, 李揚紅, 趙祥 申請人:成都理工大學