發(fā)布時間：2021-07-15 18:20

　　數(shù)字化多道脈沖幅度分析器作為數(shù)字化核儀器的核心組成部分,其設計性能將直接影響到數(shù)字化核儀器的功能實現(xiàn)和性能提升。特別是在高計數(shù)率情況下,基于FPGA數(shù)字化多道脈沖幅度分析器的設計與實現(xiàn)使核儀器在彈道虧損和脈沖堆積等方面的性能得到了明顯改善,并進一步提高了儀器系統(tǒng)的集成度和穩(wěn)定性。論文撰寫主要完成了以下工作:（1）在對核輻射檢測技術及多道脈沖幅度分析器原理分析的基礎上,確定了基于FPGA的數(shù)字化多道脈沖幅度分析器系統(tǒng)設計方案,將系統(tǒng)功能劃分成A/D轉(zhuǎn)換控制、梯形成形、基線估計、堆積判棄、幅度提取、譜線存儲及通信控制模塊,并根據(jù)各模塊的實現(xiàn)原理和實現(xiàn)方法完成了邏輯的仿真分析和硬件實現(xiàn)。（2）完成了數(shù)字化多道脈沖幅度分析器的硬件邏輯電路設計和PCB電路板制作,把主要的核脈沖信號處理邏輯都放在了FPGA內(nèi)部來實現(xiàn)。（3）模塊設計過程中用到了Matlab/Simulink仿真平臺、DSP Builder系統(tǒng)級模型開發(fā)工具包、Cypress-USB開發(fā)工具包、QuartusII集成開發(fā)軟件環(huán)境,做到了軟件仿真和系統(tǒng)實現(xiàn)的一體化設計。（4）設計完成后,以NaI（Tl）探測器作為前端模擬核信號處理單元... 

【文章來源】：東華理工大學江西省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展及應用現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 核儀器應用現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 論文章節(jié)安排
    1.4 創(chuàng)新點或技術突破點
    1.5 系統(tǒng)技術指標
    1.6 研究課題來源
2 核輻射檢測技術原理
    2.1 核輻射物理基礎
    2.2 核輻射與物質(zhì)作用原理
    2.3 常見核輻射探測器結構及工作原理
    2.4 NaI(Tl)γ能譜儀檢測原理
    2.5 本章小結
3 多道脈沖幅度分析器系統(tǒng)原理
    3.1 放射性信號中的噪聲分析
    3.2 放射性信號的統(tǒng)計特點
    3.3 多道脈沖幅度分析器設計原理
        3.3.1 模擬多道脈沖幅度分析器
        3.3.2 數(shù)字多道脈沖幅度分析器
    3.4 設計方案論證
    3.5 關鍵技術原理分析
        3.5.1 數(shù)字濾波成形
        3.5.2 數(shù)字基線估計
        3.5.3 堆積判棄
        3.5.4 幅度提取
        3.5.5 譜線數(shù)據(jù)存儲
    3.6 本章小結
4 數(shù)字多道脈沖幅度分析器硬件設計
    4.1 硬件設計環(huán)境簡介
    4.2 高速ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路
    4.3 FPGA信號處理電路
    4.4 USB通信接口電路
    4.5 系統(tǒng)電源電路
    4.6 本章小結
5 數(shù)字多道脈沖幅度分析器算法設計
    5.1 軟件設計環(huán)境簡介
        5.1.1 QuartusII集成開發(fā)環(huán)境
        5.1.2 硬件描述語言簡介
        5.1.3 Matlab/Simulink開發(fā)平臺簡介
    5.2 A/D轉(zhuǎn)換控制邏輯
    5.3 梯形成形邏輯
    5.4 堆積判棄邏輯
    5.5 基線估計算法邏輯
    5.6 幅值提取算法邏輯
    5.7 譜線成形及存儲邏輯
    5.8 USB2.0 通信控制邏輯
        5.8.1 通信系統(tǒng)NoisII軟核設計
        5.8.2 USB固件代碼編寫
    5.9 本章小結
6 系統(tǒng)實現(xiàn)與測試
    6.1 系統(tǒng)實現(xiàn)
    6.2 系統(tǒng)功能測試
        6.2.1 梯形成形算法功能測試
        6.2.2 峰值提取算法功能測試
        6.2.3 USB2.0 通信功能測試
    6.3 系統(tǒng)性能測試
        6.3.1 系統(tǒng)能量分辨率測試
        6.3.2 系統(tǒng)能量線性測試
        6.3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性測試
    6.4 本章小結
總結與展望
致謝
參考文獻
附錄：在攻讀學位期間取得的科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國第一所“核高�！闭Q生[J].   黨史縱覽. 2018(10)
[2]新型數(shù)字多道脈沖幅度分析器設計[J]. 李京倫,肖無云,艾憲蕓,張羽中,陳曄.  核電子學與探測技術. 2018(03)
[3]Multisim在核電子學虛擬仿真實驗中的應用[J]. 楊強,劉軍,翟娟,張慶賢,劉秋實.  實驗室研究與探索. 2018(05)
[4]核信號高斯與梯形數(shù)字成形方法仿真及其評價[J]. 任印權,何劍鋒,周世融,葉志翔,陽深.  核電子學與探測技術. 2018(01)
[5]基于FPGA的核信號脈沖幅度提取的仿真與驗證[J]. 高永濤,李福龍,陳俊松.  科技廣場. 2017(02)
[6]數(shù)字化能譜獲取中梯形成形研究[J]. 劉寅宇,王玉東,周榮,楊朝文.  核技術. 2017(02)
[7]An inversion decomposition test based on Monte Carlo response matrix on the γ-ray spectra from NaI（Tl） scintillation detector[J]. Jian-Feng He,Qi-Fan Wu,Jian-Ping Cheng,Fang Fang,Yao-Zong Yang,Jin-Hui Qu.  Nuclear Science and Techniques. 2016(04)
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[9]基于FPGA的高速峰值檢測[J]. 何艷,張流強,張建,石亞星,羅小麗.  核電子學與探測技術. 2016(01)
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博士論文
[1]多用途環(huán)境監(jiān)測γ譜儀系統(tǒng)研究[D]. 徐靜.中國地質(zhì)大學(北京) 2018
[2]微弱核信號檢測及核素識別方法與實驗研究[D]. 張江梅.中國科學技術大學 2017
[3]智能高放射性仿核信號發(fā)生器系統(tǒng)的研究[D]. 余國剛.成都理工大學 2017
[4]低能量分辨率γ能譜數(shù)據(jù)解析方法研究[D]. 何劍鋒.成都理工大學 2013
[5]數(shù)字化核能譜獲取系統(tǒng)的研究[D]. 張軟玉.四川大學 2006

碩士論文
[1]基于FPGA的數(shù)字化多道脈沖幅度分析器設計[D]. 孫超.東北師范大學 2018
[2]基于FPGA的數(shù)字化多道脈沖幅度分析器設計與實現(xiàn)[D]. 張統(tǒng)世.東華理工大學 2015
[3]基于TMS320F2812的高速多道脈沖幅度分析器設計[D]. 唐小峰.東北師范大學 2015
[4]基于FPGA和STM32的數(shù)字化多道脈沖幅度分析器設計[D]. 盧圣才.成都理工大學 2013
[5]基于多領域聯(lián)合仿真的磁流變減振器設計[D]. 向洋.電子科技大學 2013
[6]基于FPGA的多道脈沖幅度分析器研究[D]. 高嵩.哈爾濱工程大學 2012
[7]NaI（Tl）便攜式γ譜儀研制[D]. 楊彬華.南華大學 2011



本文編號：3286224