电流脉冲型数字化谱仪的研制

发布时间：2021-01-15 07:02

　　随着社会经济、科学技术研究与应用的发展与深入,核技术的应用的范围与实践种类日益的繁多,所需要进行的辐射探测的剂量范围与射线种类也日趋庞杂。以往针对特定类型的探测器所设计的放大器与谱仪可能在应用中存在高计数率下丢失脉冲数据,同时由于其只能获得放射性核素的能量信息,存在无法获得原始脉冲信号携带信息等的局限性,而在某些研究应用场合需要对原始信号的信息进行提取的需求则无法实现,对于上述的工作需求工作场合,需要研制一型在高计数率下亦可以进行核脉冲信号所携带的各类信息分析的可靠核信号分析仪器,应当采用设计的电流脉冲型数字化谱仪来解决当前谱仪的局限。通过高速ADC对原始电流脉冲信号的采集,同时进行数字信号分析处理获得其代表的各类信息。该电流脉冲型数字化谱仪具有高脉冲通过率,高计数通过率,以及同时获得多种原始脉冲信息的特点。本文设计并实现了一型电流脉冲型数字化谱仪,本课题来源于国家重点研发计划项目《高分辨率航空伽马能谱测量及机载成像光谱测量技术》（2017YFC0602100）,现阶段的主要研究成果有:1、设计研制了采样率为500MSPS的电流脉冲型的数字化能谱仪硬件系统,包括高速模拟预处理电路、高速... 

【文章来源】：成都理工大学四川省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

带有外部双FIFO的数字脉冲幅度分析器结构框图

是由于采用 FPGA 的工艺较为落后，DSP 达到一定的计算能力需要较高的功耗，整机的功耗同样被提升；另一种是 FPGA+ARM 其优点是可以利用 ARM 来进行控制并成谱，方案灵活，但是也存在着电路面积较大电路面积利用效率不高的问题；本文所研制的数字化谱仪综合考虑了高性能的处理与传输需求，再考虑到近年来 FPGA 性能与内部集成 DSP 的深入化与资源日益的丰富，综合考虑批量生产的工艺与成本控制，并综合未来产品计划的升级方案，硬件谱仪选择高性能，较低成本的、易于灵活配置升级的双 FPGA 与高速 USB3.0 方案；在处理算法上谱仪采用电流脉冲型的脉冲信号能量分析与提取方式。

图 1-3 前端耦合的高速电流型前置放大器构型图该型前置放大器放大的电流信号，输入电流脉冲谱仪中进行处理，下容将从数字多道的硬件设计与软件设计两个角度进行详细的设计分


本文编号：2978466