第1章 核辐射探测器知识 1
1.1 计数器 1
1.1.1 气体电离探测器 1
1.1.2 多丝室和漂移室 1
1.1.3 半导体探测器 2
1.1.4 闪烁计数器 2
1.1.5 切伦科夫计数器 2
1.2 径迹室 3
1.2.1 核乳胶 3
1.2.2 云室和泡室 3
1.2.3 火花室和流光室 3
1.2.4 固体径迹探测器 3
1.3 气体探测器 3
1.3.1 电离室 4
1.3.2 正比计数器 5
1.3.3 盖革计数器 5
1.4 闪烁体探测器 8
1.4.1 闪烁体 9
1.4.2 光电倍增管 9
1.5 半导体探测器 10
1.5.1 结型探测器 10
1.5.2 面垒型探测器 10
1.5.3 锂漂移型探测器 11
1.5.4 X射线探测器 11
1.5.5 切伦科夫探测器 18
第2章 常用信号的模拟 23
2.1 正弦信号的模拟 23
2.2 负指数信号模拟 25
2.3 双指数信号的模拟 27
2.4 重叠脉冲的模拟 28
2.5 平头脉冲的模拟 29
2.6 噪声的模拟 29
第3章 信号处理电路的数值分析与数字模拟 32
3.1 C-R微分成形电路的分析与模拟 32
3.2 R-C积分成形电路的分析与模拟 37
3.3 极零相消电路的分析与模拟 40
3.4 负指数信号的计算机模拟 42
3.4.1 标准负指数信号时域内数字成形处理的模拟 42
3.4.2 标准负指数信号数字C-R微分成形 42
3.4.3 标准负指数信号数字极零相消成形 43
3.5 核脉冲信号放大电路的数值模拟 44
3.5.1 反相运算放大电路模型 44
3.5.2 同相运算放大电路模型 46
3.5.3 两种改进电路的滤波效果的对比研究 47
3.6 S-K电路的分析与模拟 48
3.6.1 S-K滤波器介绍 49
3.6.2 S-K滤波器的数值分析与数字实现 49
3.6.3 数字S-K滤波器在信号处理上的应用研究 51
3.7 C-R电路和R-C电路频率特性分析 56
3.7.1 C-R电路频率特性分析 56
3.7.2 C-R电路波特图 57
3.7.3 R-C电路频率特性分析 58
3.7.4 R-C电路波特图 58
第4章 数字脉冲成形的分析与模拟 60
4.1 数字脉冲成形的发展 60
4.2 数字脉冲成形的理论 61
4.2.1 核脉冲与梯形（三角形）脉冲的数学描述 62
4.2.2 梯形（三角形）成形的函数卷积法 63
4.3 梯形（三角形）成形的模型建立 67
4.4 梯形（三角形）脉冲成形的仿真 68
4.5 梯形（三角形）成形的问题与改进 70
4.5.1 输入信号与成形时间 70
4.5.2 重叠脉冲的分离 72
4.5.3 单脉冲成形方法的实现 73
4.5.4 连续脉冲信号成形的讨论 73
4.6 基于z变换的梯形成形 75
4.6.1 梯形成形算法 75
4.6.2 算法收敛性 77
4.6.3 噪声抑制 78
4.6.4 实测脉冲测试 80
第5章 核谱数据处理方法 82
5.1 最小二乘拟合法平滑 82
5.2 S-K平滑处理 84
5.3 卡尔曼平滑方法 85
5.3.1 应用介绍 85
5.3.2 卡尔曼滤波原理 86
5.3.3 卡尔曼滤波的自适应处理 91
5.3.4 卡尔曼滤波的数学模型的建立和优化 93
5.3.5 数字基线处理 99
5.4 小波平滑 101
5.4.1 小波分析在核能谱数据平滑中的应用 101
5.5 核信号的FIR数字滤波模拟计算 103
5.5.1 FIR滤波器的设计 104
5.5.2 最小二乘FIR滤波器的实现 105
5.6 几种平滑方式的对比分析 108
第6章 虚拟核仪器设计 112
6.1 随机信号 112
6.1.1 均值分布 112
6.1.2 正态分布 114
6.1.3 负指数分布 114
6.2 连续脉冲信号的数字模拟 118
6.2.1 高分辨率连续信号的数字模拟 118
6.2.2 分辨率可调节连续信号的数字模拟方法Ⅰ 119
6.2.3 分辨率可调节连续信号的数字模拟方法Ⅱ 120
6.3 基于数字存储示波器的DPP设计 121
6.4 双通道数字成形的计算机模拟 123
第7章 数字化核仪器系统的构建与测试实验 125
7.1 核仪器数字化发展历程 125
7.2 影响核仪器性能指标的主要因素 125
7.2.1 探测器的固有分辨率 126
7.2.2 弹道亏损 126
7.2.3 脉冲堆积 127
7.2.4 噪声 128
7.3 核仪器系统硬件电路设计 128
7.3.1 主放大电路设计 129
7.3.2 高速ADC电路设计 131
7.3.3 FPGA电路设计 134
7.3.4 接口电路设计 140
7.4 谱数据处理和分析软件应用 144
7.4.1 谱数据处理技术组成 145
7.4.2 自动寻峰 145
7.4.3 能量刻度及特征X射线谱峰识别 145
7.4.4 谱线光滑 147
7.4.5 峰面积的计算 148
7.4.6 确定工作曲线 148
7.4.7 模式识别的应用 149
7.5 测量系统软件设计 151
7.5.1 测试模块设计 152
7.5.2 分析样品模块的设计 153
7.5.3 标定测量模块的设计 154
7.5.4 长稳测量模块设计 155
7.5.5 监控测量模块设计 156
7.5.6 参数设置模块设计 156
7.5.7 数据管理模块的设计 159
7.6 性能测试与样品分析 160
7.6.1 核脉冲信号实时采集与数字成形的测试 160
7.6.2 标准核素能谱的测试 162
7.6.3 实际样品的分析实验 166
7.6.4 补充实验 169
附录 测量系统介绍 171
参考文献 175