(中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院，成都 610213)

0 引言

中子脈沖信號(hào)的預(yù)處理系統(tǒng)是針對(duì)反應(yīng)堆內(nèi)部中子探測(cè)器的輸出信號(hào)進(jìn)行就地處理的一種裝置，用于中子脈沖信號(hào)的甄別、整形和放大。該系統(tǒng)的信號(hào)處理結(jié)果用于遠(yuǎn)端核測(cè)設(shè)備[1]的中子脈沖計(jì)數(shù)的采集。中子脈沖信號(hào)的監(jiān)測(cè)是反應(yīng)堆首次物理啟動(dòng)試驗(yàn)[2]和運(yùn)行期間獲取動(dòng)態(tài)參數(shù)的重要方式，具體用于中子計(jì)數(shù)監(jiān)督和反應(yīng)堆臨界外推，這對(duì)于反應(yīng)堆安全運(yùn)行必不可少。中子脈沖信號(hào)的預(yù)處理系統(tǒng)是核測(cè)設(shè)備中的中子脈沖信號(hào)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性的重要保障。

現(xiàn)有的中子脈沖信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)[3]僅包括前置放大器，而用于中子脈沖信號(hào)甄別的脈沖主放大器和用于中子探測(cè)器工作的高壓電源安裝在遠(yuǎn)端核測(cè)設(shè)備中，中子脈沖信號(hào)在前置放大器與主放大器之間長(zhǎng)距離傳輸容易受到噪聲干擾，造成中子脈沖信號(hào)采集的失真。另外，現(xiàn)有中子脈沖信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)[4]的控制參數(shù)設(shè)置是通過按鍵或者旋鈕的方式完成的，缺乏可維護(hù)性和參數(shù)的穩(wěn)定性。

隨著信息處理智能化技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備向著集成化、智能化和數(shù)字化方向發(fā)展。反應(yīng)堆核測(cè)設(shè)備作為重要的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，也需要跟隨歷時(shí)的潮流一起進(jìn)步。因此，一種集成度和可靠性高、操作靈活以及更加智能的中子脈沖信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

本文介紹一種集成前置放大器、脈沖主放大器和高壓電源為一體、具備智能調(diào)節(jié)控制參數(shù)的低噪聲反應(yīng)堆中子脈沖信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)。該設(shè)備具備降低中子脈沖信號(hào)在傳輸過程中的干擾，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和穩(wěn)定性等特性。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

該系統(tǒng)包括預(yù)處理裝置和調(diào)節(jié)控制箱兩個(gè)部分。預(yù)處理裝置結(jié)構(gòu)為一個(gè)便攜式機(jī)箱，系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)方式，根據(jù)實(shí)現(xiàn)的功能不同，分為脈沖放大模塊、參數(shù)調(diào)節(jié)模塊、低壓電源模塊和高壓電源模塊。外部接口采用帶隔離的連接器與中子探測(cè)器、調(diào)節(jié)控制箱及遠(yuǎn)程核測(cè)系統(tǒng)[5]進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

預(yù)處理裝置的脈沖放大模塊把脈沖信號(hào)前置放大組件和主放大組件就近集成，實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)的甄別、整形和放大等所有預(yù)處理功能，減少長(zhǎng)距離傳輸脈沖信號(hào)造成的噪聲干擾；構(gòu)間建獨(dú)立的智能化參數(shù)調(diào)節(jié)模塊，通過SPI總線接口接收調(diào)節(jié)控制箱的參數(shù)設(shè)置，并利用數(shù)字電位器實(shí)現(xiàn)無按鍵數(shù)字信號(hào)調(diào)節(jié)脈沖放大甄別閾和中子探測(cè)器工作高壓。調(diào)節(jié)控制箱接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置命令，并存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換為SPI通訊格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給參數(shù)調(diào)節(jié)模塊。中子脈沖信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

圖1 中子預(yù)處理裝置結(jié)構(gòu)原理圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以集成化與智能化技術(shù)為基礎(chǔ)，形成了以下兩種關(guān)鍵技術(shù)：

1)中子脈沖信號(hào)的集成化預(yù)處理技術(shù)?；谥凶用}沖信號(hào)傳輸過程易受干擾的特點(diǎn)，采用脈沖前置放大器和主放大器集中就地配置的方法，實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)甄別、整形和放大功能。脈沖放大模塊集成了前置放大組件和主放大組件，它們之間的信號(hào)傳輸在模塊內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。前置放大組件接收中子探測(cè)器輸出的脈沖信號(hào)，經(jīng)過隔離、放大和緩沖電路后送入主放大組件；主放大組件經(jīng)過積分/微分脈沖放大、基線恢復(fù)、幅度甄別、整形和緩沖電路后輸入到遠(yuǎn)端脈沖信號(hào)采集設(shè)備。

2)控制參數(shù)的智能化調(diào)節(jié)技術(shù)?；跀?shù)字電位器智能調(diào)節(jié)技術(shù)，參數(shù)調(diào)節(jié)模塊采用SPI總線[6]接口的形式與調(diào)節(jié)控制箱連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程軟件設(shè)置控制參數(shù)的功能。參數(shù)調(diào)節(jié)模塊集成了SPI通訊接口[7-8]和數(shù)字電位器。SPI通訊接口經(jīng)過串口連接器接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)經(jīng)由調(diào)節(jié)控制箱轉(zhuǎn)換輸出的參數(shù)調(diào)節(jié)數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)過隔離緩沖芯片后送入兩組數(shù)字電位器；兩組數(shù)字電位器通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的編程把控制參數(shù)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，經(jīng)過跟隨電路緩沖隔離后分別輸出給脈沖放大模塊和高壓電源模塊。

2.2 預(yù)處理裝置結(jié)構(gòu)

預(yù)處理裝置結(jié)構(gòu)采用模塊化和小型化設(shè)計(jì)技術(shù)，整體設(shè)計(jì)成一個(gè)具備輸入輸出接口的便攜式機(jī)箱，內(nèi)部結(jié)構(gòu)根據(jù)不同功能分為四個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊。箱內(nèi)部布置分為上下兩層，上層為脈沖放大模塊和參數(shù)調(diào)節(jié)模塊，下層為低壓電源模塊和高壓電源模塊，每個(gè)模塊都有獨(dú)立的方形殼體保護(hù)，殼體表面都有相應(yīng)的連接器，模塊之間通過連接器之間的電纜進(jìn)行信號(hào)連接。裝置箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 預(yù)處理裝置箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

2.3 脈沖放大模塊

脈沖放大模塊是中子脈沖信號(hào)預(yù)處理裝置的核心模塊，完成脈沖信號(hào)的集成化預(yù)處理。該模塊具體結(jié)構(gòu)分為前置放大組件和主放大組件。其中，前置放大組件集成于一個(gè)獨(dú)立屏蔽盒中，通過連接器安裝在主放大組件電路板之上，并通過連接器與其它模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸入輸出，脈沖放大模塊原理框圖如圖3所示。

圖3 脈沖放大模塊原理框圖

前置放大組件通過多層屏蔽同軸電纜直接與中子探測(cè)器連接，中子脈沖信號(hào)經(jīng)過阻抗匹配與隔離電路保持信號(hào)的有效性，隨后利用兩級(jí)三極管放大電路進(jìn)行信號(hào)的輸入保護(hù)，并通過微分整形后匹配阻抗輸出到主放大組件；同時(shí)，高壓電源模塊輸出的高壓信號(hào)經(jīng)過組件內(nèi)置的高壓濾波電路進(jìn)行去噪處理，然后通過同軸電纜加載在中子探測(cè)器作為其工作電壓；放大電路的工作電源由低壓電源模塊供給；前置放大組件與主放大組件通過連接器直接對(duì)接，消除了電纜傳輸信號(hào)帶來的噪聲干擾。

主放大組件接收前置放大組件處理后的中子脈沖信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過第一級(jí)放大電路，極零相消，放大倍數(shù)可調(diào)的放大電路，再通過積分、調(diào)零、衰減和基線恢復(fù)等功能電路，最后通過甄別比較電路處理，整形輸出后傳輸?shù)竭h(yuǎn)端信號(hào)采集設(shè)備；參數(shù)調(diào)節(jié)模塊和高壓電源模塊會(huì)通過主放大組件分別輸出高/低甄別閾和高壓鏡像模擬信號(hào)到遠(yuǎn)端信號(hào)采集設(shè)備；組件內(nèi)部電路工作電源由低壓電源模塊供給；整個(gè)預(yù)處理裝置的所有輸出信號(hào)匯集在主放大組件輸出，通過輸出緩沖、隔離和驅(qū)動(dòng)電路后輸出遠(yuǎn)端采集設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)傳輸?shù)募苫?/p>

2.4 參數(shù)調(diào)節(jié)模塊

參數(shù)調(diào)節(jié)模塊采用數(shù)字電位器調(diào)節(jié)的方式控制參數(shù)調(diào)節(jié)，以此代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動(dòng)旋鈕調(diào)試方式，在裝置中設(shè)計(jì)為獨(dú)立的參數(shù)調(diào)節(jié)模塊。該模塊具體結(jié)構(gòu)分為SPI通訊接口組件和數(shù)控調(diào)節(jié)組件。兩部分組件集成在一塊電路板上，并通過外部殼體與其它模塊連接，參數(shù)調(diào)節(jié)模塊原理框圖如圖4所示。

圖4 參數(shù)調(diào)節(jié)模塊原理框圖

SPI通訊接口組件通過SPI總線協(xié)議與調(diào)節(jié)控制箱連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的隔離緩沖功能。整個(gè)過程如下：按照SPI總線協(xié)議規(guī)定，信號(hào)連接器接收調(diào)節(jié)控制箱輸入的6路數(shù)字信號(hào)，包括時(shí)鐘信號(hào)、輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、高壓片選信號(hào)、甄別閾片選信號(hào)和準(zhǔn)備信號(hào)；輸入的6路數(shù)字信號(hào)首先經(jīng)過降噪電路處理，保證數(shù)字電位器輸入信號(hào)的準(zhǔn)確性，主要是利用電容、磁珠等器件的抑制信號(hào)線噪聲功能來實(shí)現(xiàn)；其后經(jīng)過隔離保護(hù)電路，確保外界誤插入電源時(shí)起保護(hù)作用，主要是利用開關(guān)二極管的限幅和保護(hù)功能來實(shí)現(xiàn)；再次經(jīng)過輸出緩沖電路，將遠(yuǎn)程輸入的緩慢輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變成清晰無抖動(dòng)的輸出信號(hào)，并作為數(shù)字電位器的輸入信號(hào)，主要利用施密特觸發(fā)器的反相緩存器功能來實(shí)現(xiàn)。

數(shù)控調(diào)節(jié)組件通過兩片數(shù)字電位器芯片與SPI通訊接口組件相連，實(shí)現(xiàn)高壓和甄別閾的數(shù)字命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的遠(yuǎn)程設(shè)置功能。整個(gè)過程如下：經(jīng)過SPI通訊接口組件的隔離緩沖處理后，6路數(shù)字信號(hào)分別送入兩片數(shù)字電位器芯片，當(dāng)片選信號(hào)使能數(shù)字電位器芯片，輸入的24位數(shù)字信號(hào)通過編程的方式輸入到芯片內(nèi)的電位器寄存器中，用于設(shè)置片內(nèi)電位器觸點(diǎn)的位置，不同的觸點(diǎn)位置代表了不同的遠(yuǎn)程設(shè)置，同時(shí)觸點(diǎn)位置信息會(huì)存儲(chǔ)在片內(nèi)存儲(chǔ)器中，用于裝置重新加電后加載觸點(diǎn)位置信息；根據(jù)片選信號(hào)的不同實(shí)現(xiàn)高壓和甄別閾兩類參數(shù)的轉(zhuǎn)換，第一個(gè)數(shù)字電位器輸出1路高壓模擬信號(hào)，第二個(gè)數(shù)字電位器輸出高甄別閾和低甄別閾模擬信號(hào)；3路模擬信號(hào)利用電壓跟隨器作為中間級(jí)，隔離輸入輸出信號(hào)的互相影響，跟隨電路輸出端通過接線端子分別輸出到高壓電源模塊控制端和脈沖放大模塊甄別閾輸入端；另外，數(shù)字電位器的工作電源由低壓電源模塊供給。

2.5 高壓電源模塊

高壓電模塊主要用于為中子探測(cè)器提供工作高壓，使探測(cè)器能夠輸出中子脈沖信號(hào)。高壓電源的輸入調(diào)節(jié)方式采用低電壓(0～5 V)控制，輸出高電壓(0～3000 V)直接通過脈沖放大模塊的前置放大組件加載在中子探測(cè)器上。相比傳統(tǒng)的高壓供電模式，高壓信號(hào)輸入到中子探測(cè)器的距離縮短為預(yù)處理機(jī)箱內(nèi)部短距離傳輸，解決了高壓信號(hào)傳輸在長(zhǎng)距離傳輸中把噪聲引入脈沖前置放大的問題。

2.6 低壓電源模塊

低壓電源模塊為脈沖放大模塊、高壓電源模塊和參數(shù)調(diào)節(jié)模塊提供工作電源。低壓電源模塊通過DC-DC轉(zhuǎn)換器把預(yù)處理機(jī)箱輸入電源(直流+24 V)轉(zhuǎn)換為固定的直流電壓輸出，提供給機(jī)箱內(nèi)其他模塊使用，具體原理如圖5所示。模塊內(nèi)部集成了電源濾波器、DC-DC電源模塊和正負(fù)電壓調(diào)節(jié)器，分別實(shí)現(xiàn)了電源降噪、數(shù)值變換和極性變換功能。其中，隔離降噪功能減少了外部噪聲對(duì)高壓電源和脈沖放大器的影響。

圖5 低壓電源模塊原理框圖

2.7 調(diào)節(jié)控制箱

預(yù)處理裝置中的控制參數(shù)不能用手動(dòng)按鍵或者旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，只能通過臨時(shí)接入調(diào)節(jié)控制箱進(jìn)行設(shè)置。該調(diào)節(jié)控制箱具備獨(dú)立輸入輸出接口，當(dāng)需要調(diào)節(jié)中子探測(cè)器工作高壓或者脈沖放大器甄別閾時(shí)候，輸出接口與預(yù)處理裝置相接，輸入接口與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相接。調(diào)節(jié)控制箱能存儲(chǔ)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置命令，同時(shí)通過FPGA[9]的邏輯控制功能驅(qū)動(dòng)SPI總線數(shù)據(jù)傳輸。它的具體工作原理如圖6所示。

圖6 調(diào)節(jié)控制箱原理框圖

2.8 硬件接口

裝置的硬件接口包括箱體接口、脈沖放大模塊接口、參數(shù)調(diào)節(jié)模塊接口、高壓電源模塊接口和低壓電源模塊接口。

預(yù)處理裝置箱體有3路輸入接口和5路輸出接口。輸入接口包括中子脈沖信號(hào)輸入接口、參數(shù)調(diào)節(jié)信號(hào)輸入接口和外部電源輸入接口。中子脈沖信號(hào)輸入接口與中子探測(cè)器相連，接收中子探測(cè)器輸出的脈沖信號(hào)；參數(shù)調(diào)節(jié)信號(hào)輸入接口與調(diào)節(jié)控制箱相連，接收參數(shù)調(diào)節(jié)的數(shù)字信號(hào)；箱外部電源輸入接口與外部低壓電源相連，接收外部電源供給。輸出接口包括2路中子脈沖信號(hào)輸出接口和3路模擬信號(hào)輸出接口。中子脈沖信號(hào)輸出接口與遠(yuǎn)端脈沖信號(hào)采集設(shè)備連接，發(fā)送經(jīng)過甄別、整形和放大的高甄別閾和低甄別閾脈沖信號(hào)；模擬信號(hào)輸出接口與遠(yuǎn)端模擬信號(hào)采集設(shè)備連接，發(fā)送脈沖放大模塊的高甄別閾和低甄別閾信號(hào)，以及高壓電源的鏡像信號(hào)。

脈沖放大模塊實(shí)現(xiàn)中子脈沖信號(hào)的預(yù)處理功能，包括5路輸入接口和5路輸出接口。輸入接口包括脈沖信號(hào)預(yù)處理接口、高甄別閾輸入接口、低甄別閾輸入接口、高壓電源輸入接口和低壓電壓輸入接口。輸出接口包括高甄別閾脈沖信號(hào)輸出接口、低甄別閾脈沖信號(hào)輸出接口、高壓電鏡像信號(hào)輸出接口、高甄別閾輸出接口、低甄別閾輸出接口。

參數(shù)調(diào)節(jié)模塊實(shí)現(xiàn)與調(diào)節(jié)控制箱的通訊，以及參數(shù)調(diào)節(jié)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)模擬信號(hào)功能，包括2路輸入接口和2路輸出接口。輸入接口包括SPI通訊接口和低壓電源輸入接口；輸出接口包括高甄別閾輸出接口、低甄別閾輸出接口和高壓控制信號(hào)輸出接口。

高壓電源模塊包括2路輸入接口和2路輸出接口。輸入接口包括高壓控制信號(hào)輸入接口、低壓電源輸入接口；輸出接口包括高壓電源輸出接口和高壓鏡像(0～5V)信號(hào)輸出接口。

低壓電源模塊包括1路輸入接口和4路輸出接口。輸入接口為外部低壓電源提供給箱體的工作電源；輸出接口為內(nèi)部功能模塊提供低壓工作電源。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括遠(yuǎn)程參數(shù)調(diào)節(jié)人機(jī)界面設(shè)計(jì)、調(diào)節(jié)控制程序設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程信號(hào)采集系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件構(gòu)架如圖7所示。

圖7 系統(tǒng)軟件構(gòu)架圖

遠(yuǎn)程參數(shù)調(diào)節(jié)人機(jī)界面提供參數(shù)設(shè)置的人機(jī)接口界面，包括中子探測(cè)器工作高壓設(shè)置、脈沖放大器高甄別閾和低甄別閾設(shè)置。設(shè)置的命令以數(shù)字信號(hào)形式通過RS485通訊協(xié)議發(fā)送給調(diào)節(jié)控制程序。

調(diào)節(jié)控制程序包括RS485通訊收發(fā)控制模塊、邏輯控制與存儲(chǔ)模塊和SPI總線收發(fā)器模塊。RS485通訊收發(fā)控制模塊隔離緩沖遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置命令；再通過FPGA的邏輯控制功能把這些命令按照SPI串行通訊的方式發(fā)送給總線收發(fā)器；經(jīng)過總線收發(fā)器緩沖后的數(shù)據(jù)通過SPI通訊協(xié)議的格式發(fā)送給中子脈沖信號(hào)預(yù)處理裝置；最終通過數(shù)字電位器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為可加載的模擬信號(hào)。

遠(yuǎn)程信號(hào)采集系統(tǒng)人機(jī)界面顯示預(yù)處理裝置輸出的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)類型分為脈沖信號(hào)采集模塊和模擬信號(hào)采集模塊。脈沖信號(hào)采集模塊分為定時(shí)、定數(shù)和自動(dòng)控制三種模式 ，分別采集高甄別閾和低甄別閾狀態(tài)下的中子計(jì)數(shù)率。模擬信號(hào)采集模塊定時(shí)采集和顯示中子探測(cè)器工作高壓、以及高低甄別閾。

4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

在中子脈沖預(yù)處理系統(tǒng)軟硬件集成及調(diào)試完成以后，將開展坪曲線和閾曲線獲取試驗(yàn)，獲得中子探測(cè)器工作高壓和脈沖放大模塊的甄別閾。

4.1 坪曲線獲取試驗(yàn)

4.1.1 試驗(yàn)方法

1) 確定高甄別閾和低甄別閾為定值，并通過遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置界面設(shè)置；

2) 遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置界面輸入高壓數(shù)值，由低到高，從有計(jì)數(shù)率開始記錄不同高壓時(shí)候的計(jì)數(shù)率；

3) 利用獲取的數(shù)據(jù)繪制平均計(jì)數(shù)率與高壓之間的關(guān)系曲線，得到中子探測(cè)器工作坪區(qū)，在坪區(qū)中選取合適點(diǎn)作為中子探測(cè)器工作高壓。

4.1.2 試驗(yàn)結(jié)果

脈沖放大模塊的高甄別閾和低甄別閾定值分別設(shè)置為0.8 V和0.5 V，中子探測(cè)器的工作高壓從550 V調(diào)節(jié)到840 V，獲取的坪曲線獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1，坪曲線見圖8和圖9所示。

4.1.3 數(shù)據(jù)分析

當(dāng)甄別閾為0.8 V時(shí)，工作高壓的坪區(qū)為740～840 V，坪長(zhǎng)100 V，坪斜35.4%/100 V；當(dāng)甄別閾為0.5 V時(shí)，工作高壓的坪區(qū)為700～800 V，坪長(zhǎng)100 V，坪斜15%/100 V；綜合選擇高低甄閾對(duì)應(yīng)的坪區(qū)范圍，選擇中間節(jié)點(diǎn)760 V作為工作高壓。

表1 坪曲線獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖8 坪曲線(高甄別閾VH=0.8)

圖9 坪曲線(低甄別閾VL=0.5)

4.2 閾曲線獲取試驗(yàn)

4.2.1 試驗(yàn)方法

1) 把坪曲線獲取試驗(yàn)確定的工作高壓作為定值，并通過遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置界面設(shè)置；

2) 在遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置界面輸入甄別閾數(shù)值，由低到高，從有計(jì)數(shù)率開始記錄不同甄別閾時(shí)候的計(jì)數(shù)率；

3) 利用獲取的數(shù)據(jù)繪制平均計(jì)數(shù)率與甄別閾之間的關(guān)系曲線，選取曲線平坦區(qū)域的甄別閾點(diǎn)作為脈沖放大的甄別閾。

4.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

工作高壓由坪曲線試驗(yàn)確定為760 V，獲取閾曲線，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2，閾曲線見圖10所示。

表2 閾曲線獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖10 閾曲線

5 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種具有集成化與智能化特點(diǎn)的反應(yīng)堆中子脈沖信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)，解決已有系統(tǒng)信號(hào)傳輸干擾大和參數(shù)調(diào)節(jié)穩(wěn)定性差的問題。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于反應(yīng)堆中子脈沖信號(hào)的預(yù)處理以及相關(guān)工作參數(shù)的調(diào)節(jié)。系統(tǒng)集成為預(yù)處理裝置和調(diào)節(jié)控制箱兩部分；預(yù)處理裝置基于模塊化的設(shè)計(jì)方法，包括脈沖放大模塊，參數(shù)調(diào)節(jié)模塊，高壓電源模塊和低壓電源模塊，其中以脈沖放大模塊為核心，各模塊間相互配合，實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)的隔離和放大、遠(yuǎn)程命令模擬信號(hào)輸入以及高壓電源的加載；調(diào)節(jié)控制箱以FPGA芯片為核心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程命令數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)以及提供SPI總線接口控制。試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能有效及便捷地獲取中子探測(cè)器工作高壓和脈沖放大甄別閾等關(guān)鍵參數(shù)，為核測(cè)設(shè)備的數(shù)采裝置獲取準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)率提供了重要的保障。該系統(tǒng)在許多核測(cè)量設(shè)備中均有很好的應(yīng)用，包括啟堆計(jì)數(shù)裝置、硼濃度測(cè)量裝置、集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[10]等。