核信号数字分析与处理

随着计算机技术的飞速发展，核脉冲信号数字化处理所需的大量计算工作变得越来越快速而便捷。此外，得益于众多计算机仿真软件的涌现，使得在不进行放射性实验的情况下，核脉冲信号的模拟仿真、滤波成形和幅度分析等诸多处理流程也能顺利地完成。全书内容是研究团队从事核脉冲信号处理和核仪器仪表研制工作的总结与归纳。书中提供的数据均是作者通过实际工作测量获得或运用计算机仿真计算得出的。2015年3月《核信号数字分析与处理》首次出版，本次再版中既对原书内容进行了精炼和修改，也增添了新的内容。在核技术基础知识部分，增加了放射核素衰变规律及射线与物质相互作用，为非核专业读者做了核技术基础知识的铺垫，也便于他们对后续章节的理解。在常用核电子学线路分析方法，既对比了数值微分方法与拉普拉斯方法的各自特点，也增加了对L-C、R-C和L-R-C等电路的数值微分处理。最后，在数字核仪器设计方面，将原书中的第六、七章重新编排，重点突出了随机信号不同分布形式、核心电路设计和典型样品分析测试实验。《核信号数字分析与处理》共分9章。第一章核辐射基础知识，介绍了放射性核素、衰变规律、射线与物质相互作用以及几种常用的核辐射探测器等基本知识和应用特性。第二章基本信号的模拟，介绍了负指数信号、正弦信号以及噪声信号等常用信号的数字模拟技术与实现方法。第三章拉普拉斯变换在核电子学中应用，介绍了拉普拉斯变换在核电子学电路的应用及特性分析。第四章信号处理电路的数值分析与数字模拟，介绍了R-C积分成形、C-R微分成形以及Sallen-Key低通滤波器高斯成形（后续章节简称S-K滤波器）等成形电路的数值分析方法，并阐述了基于软件平台实现成形电路数字模拟的方法。第五章数字脉冲成形的分析与模拟，介绍了核脉冲信号的数字梯形（三角）成形方法，并分别通过标准负指数信号和实际探测器输出信号进行了数字梯形成形的计算机模拟仿真，进而总结了对于不同成形时间的核脉冲信号数字梯形成形时间常数的确定方法。同时，采用256点和512点数字三角成形方法测试了Si-PIN半导体探测器的性能，并与模拟电路成形方法进行了对比测试。第六章L-C、L-R-C电路的分析与计算，介绍了L-C、R-C、L-R-C等常规滤波电路数值微分数学模型的建立及仿真分析。第七章核数据处理方法，介绍了几种常用的核数据处理方法，包括多点平滑法、S-K滤波平滑、卡尔曼平滑、小波平滑及FIR滤器平滑等。并比较了不同平滑方法的处理效果。第八章虚拟核仪器设计，介绍了随机信号不同分布形式特征、连续脉冲信号的数字模拟和数字DPP技术及计算机模拟。第九章数字化核仪器系统的构建与测试实验，介绍了核仪器数字化的发展历程、主要性能指标和核心电路设计，并进行了相关性能测试和样品分析实验。