申请/专利权人：中国科学技术大学

申请日：2024-01-02

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN117491745B

主分类号：G01R29/02

分类号：G01R29/02;G01R29/24;H03K5/125

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2024.02.23#实质审查的生效;2024.02.02#公开

摘要：本发明公开了一种脉冲信号的时间及电荷测量方法及装置，其基本思想是通过前端放大成形电路提升探测器输入信号的信噪比并放缓信号前沿，将成形后的信号送入不同阈值的甄别器中得到多路甄别脉冲，采用组合逻辑电路进行多路甄别脉冲信号的合成，合成后的甄别脉冲利用TDC电路测量出脉冲的上升沿及下降沿的时间节点，基于时间节点计算得到时间及电荷信息，上述方案，采用多阈值甄别脉冲合成技术，单路合成脉冲结合TDC技术同时完成高精度时间和电荷测量，节省了多阈值甄别情况下的TDC通道数，无需复杂的硬件电路，降低了资源消耗，具有很好的有效性和实用性，且未引入额外的死时间即可完成时间和电荷的测量，可降低后端数据处理模块的复杂度。

主权项：1.一种脉冲信号的时间及电荷测量方法，其特征在于，包括：对脉冲信号进行放大成形，获得成形信号；对成形信号进行不同阈值的甄别处理，获得不同脉宽的甄别脉冲；将不同脉宽的甄别脉冲合成为一路信号，称为合成脉冲；其中，将不同脉宽的甄别脉冲合成为一路信号的方式包括：对于n个不同脉宽的甄别脉冲P1、P2、……、Pn；若n为奇数，n=2k+1，k为正整数，对甄别脉冲P2i进行逻辑非操作，再与甄别脉冲P2i-1进行逻辑与操作得到信号Pi'，i=1,2,……,k；将信号Pi'与甄别脉冲Pn进行逻辑或操作得到合成脉冲Pfinnal；若n为偶数，n=2k，k为正整数，对甄别脉冲P2i进行逻辑非操作，再与甄别脉冲P2i-1进行逻辑与操作得到信号Pi''，i=1,2,……,k；将信号Pi''进行逻辑或操作得到合成脉冲Pfinnal；对合成脉冲所有边沿到来时间进行测量；利用测量到的所有边沿到来时间以及对应的阈值，完成脉冲信号的到达时间及电荷信息的提取；脉冲信号的到达时间的提取方式如下：以时间为横轴，电压为纵轴，建立坐标系，基于两个点坐标tr1,Vth1、tr2,Vth2拟合一条直线： ；其中，表示拟合的一条直线，为过阈电压，表示过阈时间；为斜率，通过两个点坐标进行计算；为纵轴上的截距，通过一个点坐标与斜率进行计算；tr1表示阈值为Vth1的甄别器输出的甄别脉冲P1的上升沿到来时间，tr2表示阈值为Vth2的甄别器输出的甄别脉冲P2的上升沿到来时间；计算直线与横轴的交点，完成脉冲信号的到达时间的提取；脉冲信号的电荷信息的提取方式包括：以时间为横轴，电压为纵轴，建立坐标系，基于阈值和对应甄别脉冲边沿到来时间构建坐标点，tr1,Vth1、tf1,Vth1、tr2,Vth2、tf2,Vth2、tr3,Vth3、tf3,Vth3、……、trn,Vthn、tfn,Vthn，n为甄别脉冲的数目，Vthj为甄别脉冲对应的阈值，trj为第j个甄别脉冲的上升沿到来时间，tfj为第j个甄别脉冲的下降沿到来时间，j=1,2,…,n；将阈值相邻，横轴同为上升沿到来时间或下降沿到来时间的两个点拟合一条直线，除了拟合直线所需的两个坐标点外，剩下的坐标点共得到n-1条直线： ；其中，为拟合的第i条直线，表示第i条直线对应的过阈电压值，t表示过阈时间，为第i条直线的斜率，为第i条直线在纵轴上的截距；n-1条直线与直线、以及横轴相交构成了一个封闭图形，计算封闭图形面积作为脉冲信号的波形面积，即完成脉冲信号的电荷信息提取。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学技术大学 一种脉冲信号的时间及电荷测量方法及装置

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