賈文懿 吳允平 方 方 王仁波

     來源：《電子產(chǎn)品世界》

     摘要：用計(jì)數(shù)的方法解決脈沖幅度分析器系統(tǒng)的丟峰問題，然后根據(jù)丟失脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，是解決幅度分析系統(tǒng)中死時(shí)間問題的有效方法。本文詳細(xì)介紹了這種死時(shí)間損失補(bǔ)償?shù)姆椒ㄔ砑捌湓趯?shí)際中的應(yīng)用。

     關(guān)鍵詞：脈沖幅度分析系統(tǒng)

     死時(shí)間

    前言

     脈沖幅度分析系統(tǒng)是核輻射探測(cè)儀器的一個(gè)重要組成部分，它根據(jù)模-數(shù)轉(zhuǎn)換原理，把前置電路（傳感器+前放+主放）輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成與其峰值成比例的數(shù)字信息。實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的主要器件是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器在信號(hào)轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)過程中，前置電路隨后輸出的信號(hào)將被丟失。通常，將能區(qū)分兩個(gè)脈沖之間的最小時(shí)間間隔稱為計(jì)數(shù)系統(tǒng)的死時(shí)間，對(duì)于脈沖幅度分析系統(tǒng)而言，死時(shí)間主要取決于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間和存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)時(shí)間之和。一種做法是累計(jì)每個(gè)計(jì)數(shù)的死時(shí)間，然后通過延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間來補(bǔ)償因死時(shí)間而造成的計(jì)數(shù)損失。這種死時(shí)間損失補(bǔ)償方法會(huì)因死時(shí)間的累計(jì)不準(zhǔn)等原因造成很大誤差，同時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)率不大，模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度足夠快時(shí)，計(jì)數(shù)基本不丟失的情況下，死時(shí)間仍然存在，此時(shí)的死時(shí)間損失補(bǔ)償顯然是不合理的。為此，我們采用了一種新的死時(shí)間損失補(bǔ)償方法，可以有效地克服以上弊端。

     方法原理

     常用的計(jì)數(shù)系統(tǒng)死時(shí)間特性模型有兩種：擴(kuò)展型響應(yīng)和非擴(kuò)展型響應(yīng)。這些模型體現(xiàn)了理想化的死時(shí)間特性，實(shí)際計(jì)數(shù)系統(tǒng)的響應(yīng)往往很類似于這兩者中的一種模型。假定在計(jì)數(shù)系統(tǒng)“活時(shí)間”內(nèi)發(fā)生的每個(gè)真事件跟隨一個(gè)固定的死時(shí)間τ，在死時(shí)間內(nèi)的真事件雖然不被計(jì)數(shù)，但跟隨丟失事件再擴(kuò)展了另一個(gè)周期為τ的死時(shí)間，稱為擴(kuò)展型響應(yīng)死時(shí)間。假定在計(jì)數(shù)系統(tǒng)“活時(shí)間”內(nèi)發(fā)生的每個(gè)真事件跟隨一個(gè)固定的死時(shí)間τ，在這個(gè)死時(shí)間內(nèi)發(fā)生的真事件將會(huì)丟失且對(duì)計(jì)數(shù)系統(tǒng)特性無(wú)任何影響，稱為非擴(kuò)展型響應(yīng)死時(shí)間。

     脈沖幅度分析系統(tǒng)的死時(shí)間是非擴(kuò)展型死時(shí)間，因?yàn)橐粋�(gè)脈沖引起計(jì)數(shù)后的分辨時(shí)間內(nèi)又有脈沖進(jìn)入系統(tǒng)不會(huì)引起計(jì)數(shù)，但也不會(huì)進(jìn)一步引起死時(shí)間的增加。死時(shí)間的修正公式為：

     n0=n/(1-nτ)

     其中，n0為單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入系統(tǒng)的脈沖總數(shù)；n為記錄到的計(jì)數(shù)率；τ為系統(tǒng)死時(shí)間；nτ的物理意義是單位時(shí)間內(nèi)死時(shí)間之和。事實(shí)上，脈沖幅度分析系統(tǒng)的死時(shí)間固然是系統(tǒng)的一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)，但計(jì)算死時(shí)間的最終目的是為了對(duì)死時(shí)間損失進(jìn)行補(bǔ)償，如果采用延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間的方法對(duì)死時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償，在延長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間內(nèi)又會(huì)產(chǎn)生新的死時(shí)間，這顯然對(duì)死時(shí)間的修正不利。為此，我們采用了脈沖個(gè)數(shù)補(bǔ)償方法，即對(duì)在測(cè)量過程中累計(jì)的死時(shí)間內(nèi)丟失的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。設(shè)n0為測(cè)量時(shí)間內(nèi)進(jìn)入系統(tǒng)的脈沖總數(shù)；n為測(cè)量時(shí)間內(nèi)記錄到的計(jì)數(shù)，新的死時(shí)間損失的補(bǔ)償方法就是采用對(duì)丟失的脈沖個(gè)數(shù)（即n0-n）進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ā＞唧w做法是：用單片機(jī)的t1計(jì)時(shí)器對(duì)前置電路輸出的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行累計(jì)計(jì)數(shù)，得n0；同時(shí)在單片機(jī)程序中（也可采用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器）對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行累計(jì)計(jì)數(shù)，得n；當(dāng)設(shè)定的測(cè)量時(shí)間到達(dá)的瞬間，二者之差即為系統(tǒng)丟失脈沖個(gè)數(shù)（即n0-n），此時(shí)系統(tǒng)繼續(xù)工作，當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器再轉(zhuǎn)換了n0-n個(gè)脈沖后，系統(tǒng)停止工作并顯示測(cè)量時(shí)間到，從而實(shí)現(xiàn)死