基于扩展型死时间修正模型的数字多道谱仪系统的研制

发布时间：2021-02-20 21:22

　　核技术已广泛应用于医学、航天、农业、工业等重要领域。伽马能谱探测,是一种重要的辐射探测技术,是核技术的推广利用的基础。在空间辐射探测领域,为降低伽玛能谱探测系统的重量、提升可靠性,有必要开展小型与智能的数字多道谱仪研究。作为多道谱仪系统的重要组成部分,多道脉冲幅度分析器（MCA）通过对辐射射线（X射线、γ射线）的能量分布进行测量得到能谱,而数字多道谱仪因其滤波成形及数据传输的灵活性、信号处理速度快、功耗低、测量精度高、体积小及成本低等显著优势,正在逐渐代替传统的模拟多道谱仪。本文针对空间辐射探测器在轨运行计量性能保障而开展,着重研究数字多道谱仪系统的若干问题。本文以Modelsim为硬件逻辑测试平台,对数字多道谱仪的各部分功能模块进行仿真测试及性能优化;以Altera公司的EP4CE30系列FPGA芯片为硬件开发平台,对数字多道谱仪中的数字多道脉冲幅度分析器进行硬件实现与测试;以VS2010为软件开发平台,利用C#编程语言,对数字多道谱仪系统的上位机进行设计实现;以MATLAB为能谱处理软件平台,确定数字多道谱仪的滤波成形方法及其参数,实现能谱解析算法。本文所研究数字多道谱仪系统包含上... 

【文章来源】：东华理工大学江西省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 选题背景及研究意义
        1.1.2 国内外研究现状
    1.2 本文主要研究内容
        1.2.1 基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器的设计与实现
        1.2.2 梯形成形算法研究与实现
        1.2.3 基于MATLAB的能谱解析算法
    1.3 论文章节安排
2 整体设计方案
    2.1 γ能谱探测器
    2.2 AD9226芯片
    2.3 数字多道脉冲幅度分析器（DMCA）
    2.4 上位机
    2.5 本章小结
3 关键技术的理论分析
    3.1 基于FPGA的DMCA内部结构
    3.2 核脉冲信号的信号处理过程
        3.2.1 脉冲堆积消除
        3.2.2 弹道亏损补偿
        3.2.3 滤波成形处理
    3.3 核脉冲信号滤波成形原理
        3.3.1 梯形成形原理
        3.3.2 梯形成形算法的软件仿真分析
    3.4 死时间处理
    3.5 本章小结
4 基于FPGA的DMCA内部逻辑设计
    4.1 上位机与DMCA通讯接口模块
    4.2 梯形成形滤波器
        4.2.1 基于Verilog的浮点数运算
        4.2.2 基于Verilog的梯形成形算法
        4.2.3 梯形成形测试
    4.3 信号甄别与能谱信息存储模块
        4.3.1 阈值去噪
        4.3.2 幅值提取
        4.3.3 堆积判弃模块
    4.4 本章小结
5 上位机软件设计
    5.1 人机交互界面
    5.2 能谱解析模块
        5.2.1 能谱平滑处理
        5.2.2 能谱自动寻峰处理
    5.3 本章小结
6 性能测试
    6.1 性能测试方案与测试平台
    6.2 能量线性
    6.3 系统稳定性
    6.4 能量分辨率
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3043364