一種數(shù)字核脈沖信號(hào)墨西哥草帽小波成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及放射性測(cè)量中數(shù)字核脈沖信號(hào)的墨西哥草帽小波成形，尤其設(shè)及一種 基于小波分析的數(shù)字核脈沖信號(hào)墨西哥草帽小波成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 核能譜測(cè)量技術(shù)綜合了電子技術(shù)、核探測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多個(gè)學(xué)科。目前，它 已經(jīng)成為物質(zhì)成分分析的重要手段之一，在醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境學(xué)、化學(xué)、考古學(xué)等 學(xué)科扮演愈來(lái)愈重要的角色。
[0003] 在核福射測(cè)量中，入射粒子的能量和核探測(cè)器輸出的脈沖信號(hào)幅度成正比，通過(guò) 測(cè)量脈沖信號(hào)的幅度就能夠分析出福射能量。能譜的獲取、分析也是核分析方法中最重要 的手段之一，通過(guò)對(duì)福射源能譜的獲取和分析可W直接或間接地得到福射物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組 成元素的種類W及含量等重要信息。傳統(tǒng)的獲取能譜的核譜儀，主要是W電子學(xué)器件對(duì)核 信號(hào)進(jìn)行放大成形、基線恢復(fù)、堆積判棄和脈沖信號(hào)峰值保持為特點(diǎn)的模擬核譜儀。
[0004] 基于數(shù)字濾波成形的全數(shù)字化能譜儀逐漸成為核儀器發(fā)展的趨勢(shì)，數(shù)字化能譜儀 目前主要采用梯形濾波成形算法，該濾波成形算法不能很好地解決基線漂移后的基線扣除 問(wèn)題、高靈敏地彈道虧損程度量化問(wèn)題、多種粒子脈沖形狀甄別問(wèn)題和補(bǔ)償因彈道虧損引 起脈沖幅度下降問(wèn)題，墨西哥草帽小波成形方法能解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于公開(kāi)一種數(shù)字核脈沖信號(hào)墨西哥草帽小波成形方法，該方法克 服了核脈沖信號(hào)其它數(shù)字濾波成形方法在基線扣除、彈道虧損量化與補(bǔ)償、粒子脈沖形狀 鑒別等數(shù)據(jù)處理方面的不足，在濾除噪聲的同時(shí)，用小波分析方法將數(shù)字核脈沖信號(hào)濾波 成形為墨西哥草帽小波信號(hào)，解決了核脈沖的數(shù)字墨西哥草帽小波成形需求。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，具體包括：
[0007] 把墨西哥草帽母小波的一階導(dǎo)數(shù)作為母小波，與指數(shù)衰減核脈沖信號(hào)進(jìn)行小波變 換，利用卷積積分性質(zhì)，可W推導(dǎo)出指數(shù)衰減核脈沖信號(hào)墨西哥草帽小波成形的系統(tǒng)函數(shù)
式中το為指數(shù)衰減信號(hào)時(shí)間常數(shù)，S為小波變換尺度， h(t)為有限長(zhǎng)信號(hào)，在離散域中，通過(guò)求指數(shù)衰減核脈沖信號(hào)f (η)與有限長(zhǎng)信號(hào)Μη)的卷 積可W實(shí)現(xiàn)墨西哥草帽小波成形；
[000引直線信號(hào)b(t)=kt + c，式中k，c為常數(shù)，b(t)與系統(tǒng)函數(shù)系統(tǒng)函數(shù)
的卷積恒等于0,指數(shù)衰減信號(hào)疊加 b(t)基線，經(jīng)過(guò)墨 西哥草帽小波成形后，基線恒等于0，成型后無(wú)需再進(jìn)行基線扣除；
[0009]在沒(méi)有彈道虧損的情況下，核脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)墨西哥草帽小波成形后，波形的左右 極小值是對(duì)稱的，當(dāng)存在彈道虧損時(shí)，成形后的波行左右極小值不再對(duì)稱，可w用成形后的 波行左右極小值的差值量化彈道虧損程度，該量化值連續(xù)，且利用該值衡量彈道虧損具有 較高的靈敏度；
[0010] 通過(guò)量化彈道虧損程度后，可W根據(jù)量化的彈道虧損程度進(jìn)行多種粒子脈沖形狀 甄別；
[0011] 通過(guò)量化彈道虧損程度后，可W根據(jù)彈道虧損程度量化值采用乘W系數(shù)的方法補(bǔ) 償因彈道虧損引起的脈沖幅度下降。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可W具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0013] 有效克服核脈沖信號(hào)其它數(shù)字濾波成形方法在基線扣除、彈道虧損量化與補(bǔ)償、 粒子脈沖形狀甄別等數(shù)據(jù)處理方面的不足，用小波分析方法將數(shù)字核脈沖信號(hào)濾波成形為 墨西哥草帽小波信號(hào)，成形后的波形具有W下較好的特性:成形后的波形基線恒等于0,無(wú) 需再扣除基線；彈道虧損可W通過(guò)墨西哥草帽小波左右兩個(gè)極小值的差值量化，量化值連 續(xù)，且利用該值衡量彈道虧損具有較高的靈敏度;可W通過(guò)彈道虧損量化值進(jìn)行粒子脈沖 形狀甄別。
[0014] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變 得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利 要求書(shū)W及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明的實(shí) 施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0016] 圖1是墨西哥草帽小波成形過(guò)程及彈道虧損量化示意圖；
[0017] 其中圖1(a)是無(wú)彈道虧損情況下的示意圖；
[0018] 圖1(b)是有彈道虧損情況下的示意圖；
[0019] 說(shuō)明：（l)M(t)=f(t)*h(t):
[0020] (2)彈道虧損量化為移鎊:，其中
[0021] 圖2是墨西哥草帽小波成形數(shù)據(jù)處理并行數(shù)字邏輯單元分布圖；
[0022] 圖3是彈道虧損相關(guān)量曲線關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般 技術(shù)人員可W提出本發(fā)明的多個(gè)結(jié)構(gòu)方式和制作方法。因此W下【具體實(shí)施方式】W及附圖僅 是本發(fā)明的技術(shù)方案的具體說(shuō)明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為本發(fā)明技術(shù)方案的 限定或限制。
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0025] 指數(shù)衰減數(shù)字核脈沖信號(hào)墨西哥草帽小波成形實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理算法推導(dǎo)如下：
[00%]墨西哥草帽母小波函數(shù)表達(dá)式為：
[0034] 顯然
由可容許性條件可知iKt)可作為小波母波函數(shù)， 其卷積型小波基函數(shù)為，
[0035] 、 (2-5)
[0036] 核福射探測(cè)器前置放大器輸出信號(hào)表達(dá)式為：
[00 別
(2-6)
[0038]式(2-6)中Η為指數(shù)衰減信號(hào)脈沖幅度，το為指數(shù)衰減信號(hào)時(shí)間常數(shù)，u(t)如式(2- 7)所示，
[0042]式(2-8)中S(t)為單位沖激函數(shù)，W式(2-5)為小波基函數(shù)，對(duì)f(t)作小波變換，貝1J
[0046] 整理得，
[0050]式(2-12)中το為指數(shù)衰減信號(hào)時(shí)間常數(shù)，S為小波變換尺度，由式(2-11)和式(2- 12)可知，f(t)與h(t)的卷積為：
[0化1 ]
[0化2]顯巧
即h(t)為有限長(zhǎng)信號(hào)，貝化(t)可離散化為，
[0化3]
[0054]式(2-14