蓋格管定標器的設計與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2021-03-29 00:56
定標器是一種記錄和分析輻射探測器輸出信號的電子儀器,它一般與各種計數(shù)管或探頭配套,構(gòu)成完整的射線探測裝置。由蓋格管和定標器構(gòu)成的蓋格-米勒計數(shù)器是一種專門探測電離輻射(α粒子、β粒子、Y射線)的計數(shù)儀器。該計數(shù)儀器不但可以顯示單位時間內(nèi)探測到的粒子數(shù),進而了解到該粒子的放射性強度;還可以記錄不同工作電壓下的脈沖數(shù)目,進而得出蓋格管的工作特性曲線。本項目根據(jù)高能所紫外光子探測器的需求設計出了用戶界面良好、可操作性強的定標器。該定標器可以提供探測器工作所需的高壓,設置甄別器的上、下閾值與道寬,并將落入兩個閾值內(nèi)的脈沖進行定時計數(shù),主要包括放大、甄別、計數(shù)、顯示、與上位機通信等模塊。本文在介紹了蓋格管工作原理及特性的基礎上,著重闡述了放大器、脈沖幅度甄別器、數(shù)碼管顯示模塊、USB通信模塊、編碼開關電路以及高壓采樣電路的設計方法;并對控制器的資源分配以及系統(tǒng)軟件設計進行了介紹;論文最后對定標器進行了調(diào)試、測試與分析,測試結(jié)果表明各項功能指標均滿足用戶需求。定標器的外形為標準的2U機箱,前面板設計有電源開關、計數(shù)清零按鍵、編碼開關以及四組數(shù)碼管,該數(shù)碼管分別用以顯示甄別器高低閾值、高壓值以及計數(shù)...
【文章來源】:華中師范大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 定標器的研究背景
1.2 定標器的研究意義
1.3 論文結(jié)構(gòu)
第二章 蓋格管的結(jié)構(gòu)及原理
2.1 蓋格管的結(jié)構(gòu)
2.2 蓋格管的工作原理
2.2.1 氣體探測器的工作模式
2.2.2 蓋格管的工作原理
2.2.3 蓋格管的工作特性
第三章 蓋格管定標器的硬件設計
3.1 硬件設計需求
3.2 放大器
3.2.1 前置放大器的作用
3.2.2 前置放大器的分類
3.2.3 電流靈敏型前置放大器
3.3 脈沖幅度甄別器
3.3.1 脈沖甄別器的作用及要求
3.3.2 脈沖幅度甄別器的分類
3.3.3 單道脈沖幅度甄別器
3.4 主控制器及其外圍電路
3.4.1 控制器概述
3.4.2 控制器的資源分配
3.4.3 USB通信模塊
3.4.4 數(shù)碼管顯示模塊
3.4.5 編碼開關電路
3.4.6 高壓采樣電路
第四章 蓋格定標器軟件接口設計
4.1 軟件設計需求
4.2 主控制器的軟件設計實現(xiàn)
4.2.1 DA閾值輸出
4.2.2 ADC反饋采樣
4.2.3 編碼開關控制
4.3 USB通信軟件設計
4.3.1 FT245讀操作和寫操作
4.3.2 USB與上位機通信
4.4 數(shù)碼管顯示的軟件設計
2C接口"> 4.4.1 12C接口
4.4.2 單片機與CH450通信
第五章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果展示
5.1 測試環(huán)境
5.2 測試結(jié)果及分析
第六章 總結(jié)與展望
6.1 項目及論文工作總結(jié)
6.2 提高與展望
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]GaN基紫外探測器發(fā)展概況[J]. 劉萬金,胡小燕,喻松林. 激光與紅外. 2012(11)
[2]基于蓋格-雪崩光電二極管的光子計數(shù)成像[J]. 何偉基,司馬博羽,程耀進,成偉,陳錢. 光學精密工程. 2012(08)
[3]基于CPLD的多定標器計數(shù)系統(tǒng)的設計[J]. 黃順,趙修良,趙艷輝,劉峰. 核電子學與探測技術. 2009(02)
[4]基于C8051F020單片機的高性能多路定標器的研制[J]. 黃順,趙修良,趙艷輝,謝菊英,俞紅,張美琴. 核技術. 2008(05)
[5]基于CPLD的倒數(shù)計數(shù)器[J]. 胡盈盈,周宇. 寧波大學學報(理工版). 2007(03)
[6]基于FT245BM的快速USB接口設計[J]. 徐鋒. 電子工程師. 2007(03)
[7]紫外探測器及其研究進展[J]. 郝瑞亭,劉煥林. 光電子技術. 2004(02)
[8]APD單光子探測技術[J]. 張鵬飛,周金運,廖?,劉頌豪. 光電子技術與信息. 2003(06)
[9]用MCS-51單片機替代自動定標器的定時和計數(shù)電路[J]. 賴發(fā)春,瞿燕,林發(fā)銀,林旺添. 福建師范大學學報(自然科學版). 2003(01)
[10]基于FPGA的核物理實驗定標器的設計與實現(xiàn)[J]. 雷環(huán)利,計丹,黃光明,葉蘇孫. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2002(12)
碩士論文
[1]四通道低噪聲GEM探測器前端讀出ASIC設計[D]. 呂繼方.湖南大學 2009
本文編號:3106577
【文章來源】:華中師范大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 定標器的研究背景
1.2 定標器的研究意義
1.3 論文結(jié)構(gòu)
第二章 蓋格管的結(jié)構(gòu)及原理
2.1 蓋格管的結(jié)構(gòu)
2.2 蓋格管的工作原理
2.2.1 氣體探測器的工作模式
2.2.2 蓋格管的工作原理
2.2.3 蓋格管的工作特性
第三章 蓋格管定標器的硬件設計
3.1 硬件設計需求
3.2 放大器
3.2.1 前置放大器的作用
3.2.2 前置放大器的分類
3.2.3 電流靈敏型前置放大器
3.3 脈沖幅度甄別器
3.3.1 脈沖甄別器的作用及要求
3.3.2 脈沖幅度甄別器的分類
3.3.3 單道脈沖幅度甄別器
3.4 主控制器及其外圍電路
3.4.1 控制器概述
3.4.2 控制器的資源分配
3.4.3 USB通信模塊
3.4.4 數(shù)碼管顯示模塊
3.4.5 編碼開關電路
3.4.6 高壓采樣電路
第四章 蓋格定標器軟件接口設計
4.1 軟件設計需求
4.2 主控制器的軟件設計實現(xiàn)
4.2.1 DA閾值輸出
4.2.2 ADC反饋采樣
4.2.3 編碼開關控制
4.3 USB通信軟件設計
4.3.1 FT245讀操作和寫操作
4.3.2 USB與上位機通信
4.4 數(shù)碼管顯示的軟件設計
2C接口"> 4.4.1 12C接口
4.4.2 單片機與CH450通信
第五章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果展示
5.1 測試環(huán)境
5.2 測試結(jié)果及分析
第六章 總結(jié)與展望
6.1 項目及論文工作總結(jié)
6.2 提高與展望
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]GaN基紫外探測器發(fā)展概況[J]. 劉萬金,胡小燕,喻松林. 激光與紅外. 2012(11)
[2]基于蓋格-雪崩光電二極管的光子計數(shù)成像[J]. 何偉基,司馬博羽,程耀進,成偉,陳錢. 光學精密工程. 2012(08)
[3]基于CPLD的多定標器計數(shù)系統(tǒng)的設計[J]. 黃順,趙修良,趙艷輝,劉峰. 核電子學與探測技術. 2009(02)
[4]基于C8051F020單片機的高性能多路定標器的研制[J]. 黃順,趙修良,趙艷輝,謝菊英,俞紅,張美琴. 核技術. 2008(05)
[5]基于CPLD的倒數(shù)計數(shù)器[J]. 胡盈盈,周宇. 寧波大學學報(理工版). 2007(03)
[6]基于FT245BM的快速USB接口設計[J]. 徐鋒. 電子工程師. 2007(03)
[7]紫外探測器及其研究進展[J]. 郝瑞亭,劉煥林. 光電子技術. 2004(02)
[8]APD單光子探測技術[J]. 張鵬飛,周金運,廖?,劉頌豪. 光電子技術與信息. 2003(06)
[9]用MCS-51單片機替代自動定標器的定時和計數(shù)電路[J]. 賴發(fā)春,瞿燕,林發(fā)銀,林旺添. 福建師范大學學報(自然科學版). 2003(01)
[10]基于FPGA的核物理實驗定標器的設計與實現(xiàn)[J]. 雷環(huán)利,計丹,黃光明,葉蘇孫. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2002(12)
碩士論文
[1]四通道低噪聲GEM探測器前端讀出ASIC設計[D]. 呂繼方.湖南大學 2009
本文編號:3106577
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