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摘要
因全反射X射线荧光仪中入射X射线与全反射X射线形成驻波,导致样品被激发产生的特征X射线成周期变化,且在驻波峰区探测器产生的核脉冲重叠严重,有必要提高后续分析电路的重叠核脉冲幅度准确提取能力,进一步提升全反射X射线荧光仪的性能。由于SDD探测器产生的核脉冲下降沿依衰减系数τrc呈指数规律衰减,依据衰减补偿原则,建立直线成形方法并推导应用于数字化核脉冲的递归公式。实验发现:在ADC转换器的取样周期为T下,当k≥T/τrc时直线成形后的核脉冲顶部才能形成一条直线;在k=T/τrc时上升沿最短,重叠核脉冲分辨能力亦最好。直线成形后的核脉冲上升沿及平顶分布与上升时间参数最小时的梯形成形结果相同但前者的平顶更为光滑;由于直线成形后的核脉冲不存在下降沿,使得其宽度更窄,有利于分离相距更近的重叠核脉冲。通过拟合直线成形后的核脉冲分布规律,确定了直线成形方法可准确提取幅度值的最窄重叠核脉冲间隔;且直线成形方法对不同幅度核脉冲的放大倍数一致,证实直线成形方法不会改变谱仪的能量线性。直线成形方法能可靠应用的前提是准确定位核脉冲的起始位置,为此建立起冲击成形递归公式,验证发现冲击成形后的核脉冲仅在其起始位置出现幅度约等于核脉冲幅度的冲击响应,利用阈值判别就能准确定位所有核脉冲起始位置。最后在FPGA内实现上述算法,并进行10组比对实验,实验结果显示直线成形方法在堆积平台与和峰压制能力、峰背比和能量分辨率三个方面均优于梯形成形与模拟式能谱测量系统,证实直线成形方法能极大地提升全反射X射线荧光仪的性能。
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