模数混合方式的高纯锗伽马能谱测量技术研究与实现
发布时间：2021-11-26 00:57
核能谱测量系统通过能谱分析获取核辐射场中元素含量、位置以及时间等信息,而这些信息需要核辐射探测器进行捕获。高纯锗探测器是20世纪70年代左右发展起来的一种新型半导体探测器,在探测粒子方面,因其优越的能量分辨率,高的探测效率,较宽的能量测量范围,极低的自身放射性水平,稳定的性能等优点,大量应用于核素识别,环境监测和微量元素分析等高精度测量场合,因此需要配备高性能的多道脉冲幅度分析器才能反映其优势。传统的模拟多道测量系统中,由于使用了大量的模拟器件造成了模拟带宽较窄,弹道亏损严重,处理速度慢,计速率低以及死时间大等缺陷,已无法满足一些高精度的测量场合。数字多道性能较优越,已经成为发展趋势,但由于数字多道成本高、功耗大,谱线噪声没有模拟多道好,对于那些要求功耗低,谱线噪声低,谱线分辨率高和计数率高的场合,显然传统的模拟多道和数字多道都不能同时满足,故本文尽可能融合模拟多道和数字多道各自优点提出模拟数字混合式多道的方案设计。选题来源于国家重点研发计划项目（2017YFC0602100）“高分辨率航空伽玛能谱测量及机载成像光谱测量技术”,根据高纯锗探测器国内外的研究成果及理论基础,结合数字多道与...
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数字多道结构
第 2 章 系统硬件电路的设计1 系统硬件架构高纯锗探测器因其优越的能量分辨率，高的探测效率以及极低的自身极低的身放射性水平，常常被用于高精度的测量场合中，为此需要配备高性能的多道冲幅度分析器才能充分发挥其优势(ZengG,2017)。为了能够充分发挥高纯锗探器低噪声，高通过率以及高能量分辨率等优势，本文结合传统模拟多道技术和字多道技术各自的优点，设计出一款可实用的混合型多道脉冲幅度分析器，整系统的硬件设计架构如图 2-1 所示。
7端电路输出的信号 V1， 经过快通道中的反褶积电路，会产生脉宽极窄的矩形脉冲 V3，FPGA 通过判断矩形发脉冲来启动峰值保持器，即是通过闭合慢通道中的模。模拟前端信号经过高斯成形电路后产生信噪比极佳合后进入峰保电路，产生峰保输出信号 V5。此时另外口 1 切换至端口 2，不在采集信号的基线值，即连接至换之前已经将信号基线值采集并将其存储，切换之后行脉冲幅值的提取。后级电路通过比较峰保输出信号与集信号，即当峰保电路中信号达到峰值后，将会输出一 ADC 将会采集峰值。峰值采集之后，高速模拟开关 K1器，模拟开关 K2 切换回端口 1，继续提取信号的基线
【参考文献】：
期刊论文
[1]水体γ放射性测量中高纯锗探测效率刻度[J]. 曾国强,朱珠,葛良全,罗明涛,余鹏,杨剑,严磊,赖茂林,郭生良. 核技术. 2017(12)
[2]精密ADC用滤波器设计的实际挑战和考虑[J]. Steven XIE. 集成电路应用. 2017(10)
[3]一种窄脉冲峰值电压检测保持电路的研究[J]. 冯亚峰,钱素琴,孔建会. 仪表技术. 2017(07)
[4]基于SAR-ADC的精密同步数据采集系统设计[J]. 王炳文. 微型机与应用. 2017(07)
[5]Digital pulse deconvolution method for current tails of NaI（Tl） detectors[J]. 曾国强,杨剑,喻明福,张开琪,葛青,葛良全. Chinese Physics C. 2017(01)
[6]基于USB接口的CCD数据采集系统设计[J]. 傅思勇,符茂胜,裴明敬. 南阳理工学院学报. 2016(06)
[7]大体积NaI（Tl）数字式车载γ能谱仪的研制[J]. 曾国强,杨剑,魏世龙,张开琪,葛良全,严磊. 原子能科学技术. 2016(11)
[8]高纯锗探测器的广泛应用和自主研制进展[J]. 白尔隽,郑志鹏,高德喜,孙慧斌,赵海歌,孙志嘉,米家蓉,谢天敏,李学洋. 原子核物理评论. 2016(01)
[9]FPGA的USB2.0通信接口的开发[J]. 骆晓祥,郭建强,高晓蓉,王泽勇,赵全轲,郑彪. 信息技术. 2014(12)
[10]SAR型模数转换器前端信号调理电路设计[J]. 范明明,杨录,任超瑛. 中国测试. 2014(06)
博士论文
[1]化合物半导体X/γ射线探测器读出电路及能谱分析系统研制[D]. 胡传皓.成都理工大学 2017
硕士论文
[1]一种具有自动放电功能的高速峰值保持电路的设计[D]. 薛荣峰.吉林大学 2017
[2]高纯锗数字多道脉冲幅度分析系统的研制[D]. 杨剑.成都理工大学 2017
[3]一种12位低功耗SAR ADC的研究与实现[D]. 李彬.湘潭大学 2016
[4]基于高斯滤波成形的数字核谱仪研究[D]. 刘洪虎.成都理工大学 2015
[5]低功耗一体化多道γ能谱仪的设计与实现[D]. 姜赞成.成都理工大学 2009
本文编号：3519114
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数字多道结构
第 2 章 系统硬件电路的设计1 系统硬件架构高纯锗探测器因其优越的能量分辨率，高的探测效率以及极低的自身极低的身放射性水平，常常被用于高精度的测量场合中，为此需要配备高性能的多道冲幅度分析器才能充分发挥其优势(ZengG,2017)。为了能够充分发挥高纯锗探器低噪声，高通过率以及高能量分辨率等优势，本文结合传统模拟多道技术和字多道技术各自的优点，设计出一款可实用的混合型多道脉冲幅度分析器，整系统的硬件设计架构如图 2-1 所示。
7端电路输出的信号 V1， 经过快通道中的反褶积电路，会产生脉宽极窄的矩形脉冲 V3，FPGA 通过判断矩形发脉冲来启动峰值保持器，即是通过闭合慢通道中的模。模拟前端信号经过高斯成形电路后产生信噪比极佳合后进入峰保电路，产生峰保输出信号 V5。此时另外口 1 切换至端口 2，不在采集信号的基线值，即连接至换之前已经将信号基线值采集并将其存储，切换之后行脉冲幅值的提取。后级电路通过比较峰保输出信号与集信号，即当峰保电路中信号达到峰值后，将会输出一 ADC 将会采集峰值。峰值采集之后，高速模拟开关 K1器，模拟开关 K2 切换回端口 1，继续提取信号的基线
【参考文献】：
期刊论文
[1]水体γ放射性测量中高纯锗探测效率刻度[J]. 曾国强,朱珠,葛良全,罗明涛,余鹏,杨剑,严磊,赖茂林,郭生良. 核技术. 2017(12)
[2]精密ADC用滤波器设计的实际挑战和考虑[J]. Steven XIE. 集成电路应用. 2017(10)
[3]一种窄脉冲峰值电压检测保持电路的研究[J]. 冯亚峰,钱素琴,孔建会. 仪表技术. 2017(07)
[4]基于SAR-ADC的精密同步数据采集系统设计[J]. 王炳文. 微型机与应用. 2017(07)
[5]Digital pulse deconvolution method for current tails of NaI（Tl） detectors[J]. 曾国强,杨剑,喻明福,张开琪,葛青,葛良全. Chinese Physics C. 2017(01)
[6]基于USB接口的CCD数据采集系统设计[J]. 傅思勇,符茂胜,裴明敬. 南阳理工学院学报. 2016(06)
[7]大体积NaI（Tl）数字式车载γ能谱仪的研制[J]. 曾国强,杨剑,魏世龙,张开琪,葛良全,严磊. 原子能科学技术. 2016(11)
[8]高纯锗探测器的广泛应用和自主研制进展[J]. 白尔隽,郑志鹏,高德喜,孙慧斌,赵海歌,孙志嘉,米家蓉,谢天敏,李学洋. 原子核物理评论. 2016(01)
[9]FPGA的USB2.0通信接口的开发[J]. 骆晓祥,郭建强,高晓蓉,王泽勇,赵全轲,郑彪. 信息技术. 2014(12)
[10]SAR型模数转换器前端信号调理电路设计[J]. 范明明,杨录,任超瑛. 中国测试. 2014(06)
博士论文
[1]化合物半导体X/γ射线探测器读出电路及能谱分析系统研制[D]. 胡传皓.成都理工大学 2017
硕士论文
[1]一种具有自动放电功能的高速峰值保持电路的设计[D]. 薛荣峰.吉林大学 2017
[2]高纯锗数字多道脉冲幅度分析系统的研制[D]. 杨剑.成都理工大学 2017
[3]一种12位低功耗SAR ADC的研究与实现[D]. 李彬.湘潭大学 2016
[4]基于高斯滤波成形的数字核谱仪研究[D]. 刘洪虎.成都理工大学 2015
[5]低功耗一体化多道γ能谱仪的设计与实现[D]. 姜赞成.成都理工大学 2009
本文编号：3519114
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