[其他]統計均勻分布時間幅度二維隨機脈沖幅度譜產生器

在審

• 申請號: 101985000007787
• 申請日: 1985-10-23
• 公開（公告）號: CN85107787B
• 公開（公告）日: 1988-07-27
• 發明（設計）人: 潘大全
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 代理公司: 核工業部專利法律事務所
• 代理人: 吳景夏;張英光

統計均勻分布時間幅度二維隨機脈沖幅度譜產生器，采用時間隨機脈沖觸發的偽隨機數字發生器與滑尺平均技術相結合的原理，偽隨機數字發生器產生的偽隨機數字經滑尺平均器平滑處理后，用數一模變換器變換為脈沖幅度，得到統計均勻分布二維隨機脈沖幅度譜。在譜的末端外側還設置有一個幅度穩定的脈沖，用來產生作為測量標準的參考峰。得到的譜微分線性小于２％，參考峰分辨率小于１ｍＶ，脈沖率改變時峰的位置與分辨均不變。它用于多道分析器在各種脈沖率下道址漂移和幅度分辨率的精密測量等方面。

本發明屬于一種測量核電子學多道分析器性能指標的儀器。

在核輻射測量領域，時間幅度二維隨機脈沖在電路或儀器系統中引起的脈沖基線漂移和統計漲落，是造成脈沖幅度分析誤差的重要原因。在能譜分析中，將使峰漂移，峰分辨變差。基線漂移量Δu與隨機脈沖平均幅度E、平均脈沖率γ成正比，與脈沖寬度τu和電路特性有關。因此，多道分析器最大可測脈沖率γmax如同它的積分線性和微分線性一樣，是三大技術指標之一。由于這一技術指標在測量上的復雜性，至今在技術上還沒有解決。目前國際電工委員會（IEC）推薦用“⁶⁰Co源、探測器和放大器”系統給出的隨機脈沖和穩定幅度脈沖產生器給出的穩定幅度脈沖混合而成的信號源來測量（參閱Intemational Electrotechnical Commission IEC Standards NO：659 First Edition（1970）“Test Methods For Multichannel Amplitude Analyzers”）。其主要是不能給出測量用的隨機脈沖平均幅度值E和寬度τu，故只能定性而不能精確定量測量。此外系統價格貴，使用不方便。

本發明的目的在于通過采用電子學方法，產生一種統計均勻分布的時間幅度二維隨機脈沖幅度譜。特別是滿足時間為隨機分布，幅度為統計均勻分布的脈沖幅度譜，并在脈沖幅度譜外側設置一高分辨率的幅度穩定的脈沖，被用作測量參考脈沖（稱參考峰脈沖），用以代替上述方法中⁶⁰Co的γ射線譜和產生器的穩定幅度脈沖混合的測量信號源。這不僅具有上述信號源的隨機特性，并且能精確給出隨機脈沖平均幅度值E和寬度τu，從而能精確測定在E和τu條件下，在Δu誤差范圍內多道譜儀系統的最大可測脈沖率。

本發明主要采用偽隨機數字發生器原理和滑尺平均（或稱道寬均勻）技術，對偽隨機數字作平滑處理，并借助干數字-模擬變換器（DAC）將其變換為幅度，從而解決了上述問題。

利用偽機數發生器通過DAC來產生均勻脈沖，德納特（Denert）等人曾在1971年對此作過理論分析。但沒有實驗證明（參閱Nucl.Instr，and Methods 91（1971）327），德納特（Denert）分析用n位偽隨機數和Z位計數器的數相加再用DAC轉換為幅度。對于幅度均勻性（微分線性）的改善，作者建議用“超前”或“滯后”網絡來解決，并且只有當n＝z時才能得到均勻幅度脈沖，當z＜n時，幅度分布中間出現一個縫隙，而在兩邊帶有2^（n-2）-2條向上的分離線，線分辨率較差，受“超前”或“滯后”網絡的影響。所以德納特（Denert）的方法不適合本發明的要求。

本發明包括以下幾個內容：

1.用時間隨機脈沖觸發基于線性反饋移位寄存器原理的n位偽隨機數字發生器和用Z（＜n）位計數器為基礎的滑尺平均器結合，經DAC變換，得到時間隨機分布、幅度為統計均勻分布的脈沖幅度譜;

2.利用分時邏輯使m（＞n）位固定數字分時在同一DAC（加上一附加電流值）中變換為幅度（＞上述均勻幅度譜最大脈沖幅度），再用高穩定電壓對其限幅的方法在上述均勻幅度譜外末端外側約為譜寬的5%處設置高分辨率參考峰;

3.用滑尺平均器解決上述均勻幅度譜中DAC帶來的微分非線性;

4.作為一種方法，利用上述均勻幅度譜作為多道分析器最大有效脈沖率的絕對測量，包括脈沖率改變時道址的絕對漂移和幅度分辨率的變化的絕對測量;

5.參考峰除用內部固定數字產生外，還可用微型計算機通過接口提供各種數字值來產生。因此，產生的參考峰可放置到均勻脈沖幅度譜的任意位置。