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第一章 核辐射探测基础知识1

1.1 放射性衰变及放射性核素1

1.1.1 衰变类型及衰变规律1

1.1.2 天然放射性核素5

1.1.3 人工放射性核素6

1.2 射线与物质相互作用7

1.2.1 带电粒子与物质相互作用7

1.2.2 电磁辐射与物质相互作用10

1.3 核辐射探测器14

1.3.1 计数器15

1.3.2 径迹室16

1.3.3 气体探测器16

1.3.4 闪烁体探测器21

1.3.5 半导体探测器22

第二章 常用信号的模拟35

2.1 正弦信号的模拟35

2.2 负指数信号模拟37

2.3 双指数信号的模拟39

2.4 重叠脉冲的模拟40

2.5 平头脉冲的模拟41

2.6 噪声的模拟41

第三章 拉普拉斯变换在核电子学中应用44

3.1 拉普拉斯变换介绍44

3.2 常用核电子学电路的拉普拉斯变换46

3.2.1 C-R微分电路46

3.2.2 R-C积分电路49

3.2.3 核信号极零相消电路50

3.3 放大电路52

3.3.1 反相放大电路52

3.3.2 同相放大电路54

3.4 S-K滤波电路56

第四章 信号处理电路的数值分析与数字模拟60

4.1 C-R微分成形电路的分析与模拟60

4.2 R-C积分成形电路的分析与模拟65

4.3 极零相消电路的分析与模拟68

4.4 负指数信号的计算机模拟70

4.4.1 标准负指数信号时域内数字成形处理的模拟70

4.4.2 标准负指数信号数字C-R微分成形71

4.4.3 标准负指数信号数字极零相消成形71

4.5 核脉冲信号放大电路的数值模拟72

4.5.1 反相运算放大电路模型72

4.5.2 同相运算放大电路模型74

4.5.3 两种改进电路的滤波效果的对比研究76

4.6 S-K电路的分析与模拟77

4.6.1 S-K滤波器介绍77

4.6.2 S-K滤波器的数值分析与数字实现77

4.6.3 数字S-K滤波器在信号处理上的应用研究80

4.7 C-R电路和R-C电路频率特性分析85

4.7.1 C-R电路频率特性分析85

4.7.2 C-R电路波特图86

4.7.3 R-C电路频率特性分析87

4.7.4 R-C电路波特图87

第五章 数字脉冲成形的分析与模拟89

5.1 数字脉冲成形的发展89

5.2 数字脉冲成形的理论90

5.2.1 核脉冲与梯形（三角形）脉冲的数学描述90

5.2.2 梯形（三角形）成形的函数卷积法91

5.3 梯形（三角形）成形的模型建立96

5.4 梯形（三角形）脉冲成形的仿真97

5.5 梯形（三角形）成形的问题与改进101

5.5.1 输入信号与成形时间101

5.5.2 重叠脉冲的分离102

5.5.3 单脉冲成形方法的实现105

5.5.4 连续脉冲信号成形的讨论107

5.6 基于z变换的梯形成形109

5.6.1 梯形成形算法109

5.6.2 算法收敛性111

5.6.3 噪声抑制113

5.6.4 实测脉冲测试114

第六章 LC、LRC电路的分析与计算116

6.1 LC滤波电路116

6.1.1 LC滤波电路复频域分析116

6.1.2 LC滤波电路数值分析117

6.1.3 验证与误差分析118

6.2 LC、RC滤波电路的数字滤波对比分析119

6.2.1 纹波滤波仿真119

6.2.2 噪声滤波仿真120

6.2.3 纹波、噪声叠加滤波仿真121

6.3 LRC滤波电路121

6.3.1 LRC滤波电路复频域分析121

6.3.2 LRC滤波电路数值分析123

6.3.3 LRC滤波电路数值仿真123

第七章 核数据处理方法126

7.1 最小二乘拟合法平滑126

7.2 S-K平滑处理128

7.3 卡尔曼平滑方法130

7.3.1 应用介绍130

7.3.2 卡尔曼滤波原理130

7.3.3 卡尔曼滤波的自适应处理135

7.3.4 卡尔曼滤波的数学模型的建立和优化137

7.3.5 数字基线处理143

7.4 小波分析在核能谱数据平滑中的应用145

7.5 核信号的FIR数字滤波模拟计算147

7.5.1 FIR滤波器的设计147

7.5.2 最小二乘FIR滤波器的实现149

7.6 几种平滑方式的对比分析151

第八章 虚拟核仪器设计155

8.1 随机信号155

8.1.1 均值分布155

8.1.2 正态分布156

8.1.3 负指数分布158

8.2 连续脉冲信号的数字模拟160

8.2.1 高分辨率连续信号的数字模拟160

8.2.2 分辨率可调节连续信号的数字模拟方法Ⅰ161

8.2.3 分辨率可调节连续信号的数字模拟方法Ⅱ162

8.3 基于数字存储技术的DPP设计163

8.4 双通道数字成形的计算机模拟166

第九章 数字化核仪器系统的构建与测试实验167

9.1 核仪器数字化发展历程167

9.2 影响核仪器性能指标的主要因素167

9.2.1 探测器的固有分辨率168

9.2.2 弹道亏损168

9.2.3 脉冲堆积169

9.2.4 噪声169

9.3 核仪器系统硬件电路设计170

9.3.1 主放大电路设计170

9.3.2 高速ADC电路设计172

9.3.3 FPGA电路设计175

9.3.4 接口电路设计181

9.4 性能测试与样品分析185

9.4.1 核脉冲信号实时采集与数字成形的测试185

9.4.2 标准核素能谱的测试187

9.4.3 实际样品的分析实验191

9.4.4 补充实验195

附录 测量系统介绍197

Ⅰ 测量系统：数字化低本底γ多道能谱仪197

Ⅱ 测量系统：CIT-3000DPP数字脉冲处理仪198

Ⅲ 基于Matlab平台的数值微分仿真实验199

参考文献203